Máy cân bằng - Máy thử cân bằng

MÁY CÂN BẰNG - MÁY THỬ CÂN BẰNG: ĐỊNH NGHĨA, PHÂN LOẠI, CÁC PHƯƠNG PHÁP

Máy cân bằng - Loại, Phân loại và Phương pháp

Mục tiêu của cân bằng rôto là giảm sự mất cân bằng đủ để nó có thể hoạt động bình thường sau khi được lắp đặt tại chỗ. Giảm sự mất cân bằng làm giảm rung động và tăng hiệu quả và tuổi thọ của rôto và ổ trục. Ngoài ra, trong quá trình sản xuất và sửa chữa, cần phải cân bằng rôto trước khi lắp ráp hoàn chỉnh vì có thể hạn chế tiếp cận rôto.

Máy cân bằng được sử dụng để xác định vị trí và lượng các khối lượng không cân bằng trên rôto. Rôto được gắn trên các ổ trục của máy và máy quay rôto. Máy có ổ trục mềm đo sự dịch chuyển của các đầu rôto và ổ trục. Máy đo độ dịch chuyển này và góc pha, sau đó tính toán độ không cân bằng hiện tại. Máy cân bằng IRD® sau đó cung cấp cho người vận hành các hiệu chỉnh cần thực hiện đối với rôto thông qua phép cộng hoặc trừ khối lượng.

Tại sao cần có máy cân bằng?

Khi đánh giá rôto, không thể xác định được sự mất cân bằng bằng mắt thường. Một lỗ hoặc trọng lượng tăng thêm trên rôto có thể có từ sự cân bằng ban đầu của rôto, không phải là nguyên nhân của sự mất cân bằng. Cách duy nhất để đánh giá sự mất cân bằng là thông qua độ rung hoặc lực mà nó tạo ra.

Trong quá trình bảo dưỡng và đại tu thiết bị quay, có nhiều trường hợp cố gắng giữ thăng bằng tại chỗ là không thực tế vì không thể thực hiện hiệu chỉnh trọng lượng. Điều này đúng với nhiều máy bơm, động cơ kèm theo, tuabin và máy ly tâm. Ngoài ra, quá trình sửa chữa rôto gây ra tình trạng mất cân bằng tổng, đòi hỏi phải cân bằng trước khi lắp ráp lại, do đó loại bỏ các hư hỏng có thể xảy ra khi khởi động máy. Máy cân bằng được sử dụng để cân bằng các bộ phận trước khi lắp lại, đảm bảo cho máy hoạt động trơn tru. Máy cân bằng có thể là một tài sản vô cùng quý giá đối với bất kỳ bộ phận bảo trì nào sửa chữa máy bơm, động cơ và các thiết bị quay khác. Nó có thể tiết kiệm chi phí do sự chậm trễ bằng cách loại bỏ nhu cầu gửi các bộ phận cho các chuyên gia bên ngoài để được cân bằng. Thường thì số tiền tiết kiệm được cho một công việc có thể bù đắp cho chi phí của một chiếc máy thử cân bằng.

Các nhà sản xuất thiết bị cơ khí quay phải có sự đảm bảo rằng sản phẩm của họ sẽ hoạt động trơn tru khi được lắp đặt tại địa điểm cuối cùng. Một trong những mối quan tâm hàng đầu là chất lượng cân bằng của các thành phần quay. Thông qua kinh nghiệm, nhà sản xuất có thể thiết lập giới hạn mất cân bằng có thể chấp nhận được trong một máy cụ thể. Nhà sản xuất biết rằng khi vượt quá giới hạn này, những phàn nàn của khách hàng và thời gian ngừng hoạt động của máy móc sẽ phản ánh chất lượng sản phẩm của họ. Để đáp ứng tình huống này, các bộ phận sẽ được cân bằng tại thời điểm nhà sản xuất, trong hầu hết các trường hợp, trước khi lắp ráp, và đôi khi được cắt cân bằng như một bộ phận lắp ráp.

Các loại máy cân bằng

Máy cân bằng thường được phân loại theo nguyên lý được sử dụng, cách thức mất cân bằng được chỉ định, loại máy, phương pháp vận hành, v.v.

Phân loại máy cân bằng ly tâm

Máy cân bằng ly tâm có thể được phân loại theo loại máy không cân bằng có khả năng chỉ thị (tĩnh hoặc động), thái độ của trục nhật ký của phôi (dọc hoặc ngang), và loại hệ thống hỗ trợ ổ trục rôto được sử dụng ( ổ mềm hoặc ổ cứng). Trong danh mục đó, một hoặc nhiều loại máy được chế tạo thương mại.

Loại I - Máy cân bằng chỉ thị độ dịch chuyển

Máy thử cân bằng trong lớp này thường thuộc loại ổ trục mềm. Chúng thường không chỉ ra sự mất cân bằng trực tiếp theo đơn vị trọng lượng (chẳng hạn như ounce hoặc gam trong mặt phẳng hiệu chỉnh thực tế) nhưng chỉ ra sự dịch chuyển và / hoặc vận tốc rung động tại các ổ trục. Thiết bị đo không trực tiếp chỉ ra khối lượng phải thêm hoặc bớt trong mỗi mặt phẳng hiệu chỉnh. Cân bằng với loại máy này liên quan đến việc sử dụng thiết bị đo cầm tay. Số lượng và vị trí góc của trọng lượng hiệu chỉnh được xác định bằng cách thực hiện các phép tính vectơ đơn giản hoặc bằng cách sử dụng máy tính để thực hiện các phép toán cân bằng hai mặt phẳng.

Loại II - Máy cân bằng có thể hiệu chỉnh yêu cầu nguyên mẫu cân bằng

Máy trong nhóm này thuộc loại ổ trục mềm sử dụng thiết bị đo cho phép tách mặt phẳng và hiệu chuẩn cho một loại rôto nhất định nếu có sẵn rôto chính hoặc rôto nguyên mẫu cân bằng.

Loại III - Máy cân bằng có thể hiệu chỉnh Không yêu cầu nguyên mẫu cân bằng

Máy trong nhóm này thuộc loại ổ trục mềm. Bất kỳ rôto (không cân bằng) nào cũng có thể được sử dụng trong mặt phẳng của rôto chính cân bằng. Đổi lại, có thể thực hiện tách mặt phẳng và hiệu chuẩn cho rôto mà không cần thử và sai. Nhóm này bao gồm máy điện mềm có máy lắc dẫn động bằng điện được lắp vào bộ phận rung của giá đỡ rôto của chúng. Các kỹ thuật vi xử lý cho phép loại này được hiệu chuẩn mà không cần quay rôto và đại diện cho công nghệ cân bằng mới nhất.

Loại IV - Máy cân bằng được hiệu chuẩn vĩnh viễn

Máy trong lớp này thuộc loại chịu lực cứng. Chúng được nhà sản xuất hiệu chuẩn cho tất cả các rôto nằm trong phạm vi trọng lượng và tốc độ của kích thước máy nhất định. Các máy này chỉ ra sự mất cân bằng trong lần chạy đầu tiên mà không cần hiệu chỉnh rôto riêng lẻ. Điều này được thực hiện bằng cách kết hợp một máy tính tương tự vào thiết bị đo đạc đi kèm với máy. Loại cân bằng này yêu cầu một nền tảng máy rất vững chắc để loại bỏ nhiễu rung từ các thiết bị khác.

Cân bằng tĩnh, không xoay

Nhóm nguyên tắc đầu tiên dựa trên thực tế là một cơ thể tự do xoay sẽ tìm kiếm một vị trí mà trọng tâm của nó thấp nhất. Do đó, bên nặng hơn của rôto sẽ tìm kiếm vị trí thấp nhất, tự động chỉ ra vị trí góc của trọng lượng không cân bằng. Độ lớn của sự mất cân bằng được xác định bằng thực nghiệm bằng cách thêm trọng lượng ở dạng sáp hoặc bột bả vào mặt nhẹ của đĩa cho đến khi nó cân bằng hoặc khi đĩa không còn quay nữa. Giá đỡ con lăn, con lắc và các cách nằm ngang có thể được sử dụng để xác định sự mất cân bằng tĩnh thông qua trọng lực.

Giá đỡ con lăn trong Hình A là tối ưu vì nó cho phép thực hiện các phép đo hết cỡ và không yêu cầu căn chỉnh chính xác như các cách nằm ngang trong Hình C. Trong Hình B, một đĩa được đỡ trên một dây cáp mềm hoặc thay thế, một quả bóng -và ổ cắm thiết bị trùng với tâm đĩa và ở trên một chút so với mặt phẳng pháp tuyến qua trọng tâm. Bên nặng sẽ có xu hướng tìm kiếm mức độ thấp hơn bên nhẹ, từ đó chỉ ra vị trí góc của vật không cân bằng. Đĩa được cân bằng bằng cách thêm trọng lượng vào một điểm đối nghịch với điểm đó cho đến khi đĩa cân bằng, như được chỉ ra bởi một "bong bóng" hình tròn hoặc mức ở tâm của máy cân bằng. Các biến thể của các phương pháp này được sử dụng.

Cân bằng tĩnh (không quay) thỏa mãn đối với:

Rotor có tỷ lệ chiều dài / đường kính thấp hoạt động ở tốc độ thấp

Cánh quạt hẹp hoạt động ở tốc độ vừa phải

Các rôto tốc độ cao phải được lắp ráp vào một trục và sau đó được cân bằng như một bộ phận lắp ráp

Máy cân bằng động, Vòng bi mềm so với Vòng bi cứng

Máy cân bằng hai mặt phẳng, hay máy cân bằng động, được sử dụng để điều chỉnh sự mất cân bằng tĩnh và động. Hai loại máy cân bằng động nói chung nhận được sự chấp nhận rộng rãi nhất là máy chịu lực "mềm" hoặc linh hoạt và máy chịu lực "cứng" hoặc cứng. Trong khi không có sự khác biệt giữa các vòng bi được sử dụng, các máy có các loại hệ thống treo khác nhau.

Máy cân bằng bạc đạn mềm

Máy có ổ đỡ mềm bắt nguồn từ thực tế là nó đỡ rôto nằm cân bằng trên các ổ trục có thể chuyển động tự do theo ít nhất một hướng, thường là nằm ngang hoặc vuông góc với trục rôto. Lý thuyết đằng sau phong cách cân bằng này là rôto hoạt động như thể lơ lửng giữa không trung trong khi các chuyển động của rôto được đo. Thiết kế cơ học của máy có ổ đỡ mềm phức tạp hơn một chút, nhưng các thiết bị điện tử liên quan tương đối đơn giản so với máy ổ cứng. Thiết kế của máy cân bằng ổ trục mềm cho phép đặt nó ở hầu hết mọi nơi, vì giá đỡ công việc linh hoạt giúp cách ly tự nhiên khỏi hoạt động gần đó. Điều này cũng cho phép di chuyển máy mà không ảnh hưởng đến hiệu chuẩn của thiết bị, không giống như các máy chịu lực cứng.

Sự cộng hưởng của rôto và hệ thống ổ trục xảy ra ở một nửa hoặc ít hơn tốc độ cân bằng thấp nhất. Cân bằng được thực hiện ở tần số cao hơn tần số cộng hưởng của hệ thống treo.

Bên cạnh thực tế là máy cân bằng ổ trục mềm là loại xách tay, nó còn có thêm các ưu điểm là có độ nhạy cao hơn so với máy cân bằng ổ cứng ở tốc độ cân bằng thấp hơn; các máy chịu lực đo lực thường yêu cầu tốc độ cân bằng cao hơn. Một lợi ích bổ sung là các máy ổ trục mềm của chúng tôi đo và hiển thị chuyển động hoặc dịch chuyển thực tế của rôto khi nó đang quay.

Ưu điểm chính của máy thử cân bằng có ổ đỡ mềm là chúng có xu hướng linh hoạt hơn. Chúng có thể xử lý nhiều loại trọng lượng rôto trên một mặt của máy. Không cần nền móng đặc biệt để cách nhiệt và máy có thể được di chuyển mà không cần phải được chuyên gia hiệu chuẩn lại.

Máy thử cân bằng ổ trục mềm, giống như máy ổ trục cứng, có thể cân bằng hầu hết các rôto định hướng theo chiều ngang. Tuy nhiên, việc cân bằng một rôto quá nóng yêu cầu sử dụng một phần đính kèm giữ tải âm.

Hình ảnh trên cho thấy máy cân bằng ổ trục mềm của IRD®. Chú ý rằng định hướng của hệ thống ổ trục cho phép con lắc dao động qua lại với rôto. Sự dịch chuyển được ghi lại bởi cảm biến rung động và sau đó được sử dụng để tính toán sự mất cân bằng hiện tại.

Máy cân bằng chịu lực cứng

Máy thử cân bằng chịu lực cứng có giá đỡ cứng và dựa vào thiết bị điện tử tinh vi để giải thích các rung động. Điều này đòi hỏi một nền móng lớn và cứng, nơi chúng phải được nhà sản xuất đặt và hiệu chỉnh cố định tại chỗ. Lý thuyết đằng sau hệ thống cân bằng này là rôto bị hạn chế hoàn toàn và các lực mà rôto đặt lên giá đỡ được đo. Rung nền từ các máy lân cận hoặc hoạt động trên sàn làm việc có thể ảnh hưởng đến kết quả cân bằng. Thông thường, các máy chịu lực cứng được sử dụng trong các hoạt động sản xuất sản xuất đòi hỏi thời gian chu kỳ nhanh.

Ưu điểm chính của máy chịu lực là chúng có xu hướng cung cấp khả năng đọc mất cân bằng nhanh chóng, rất hữu ích trong việc cân bằng sản xuất tốc độ cao.

Một yếu tố hạn chế của máy điện chịu lực là tốc độ cân bằng cần thiết của rôto trong quá trình thử nghiệm. Bởi vì máy đo lực không cân bằng của rôto quay, rôto phải được quay ở tốc độ cao để tạo ra đủ lực được phát hiện bởi các dây treo cứng.

Dây da

Bất kể máy cân bằng ngang nào được sử dụng, việc phân tích roi có thể cần thiết khi cân bằng các cuộn mỏng, dài hoặc một roi rôto mềm khác như một phép đo độ biến dạng hoặc uốn cong của rôto mềm. Nếu bạn nghi ngờ rằng bạn có thể cần phải đo roi, hãy kiểm tra với bộ phận hỗ trợ kỹ thuật của chúng tôi và chúng tôi sẽ xác định xem liệu chỉ báo roi có cần thiết cho ứng dụng của bạn hay không.

Phương pháp cân bằng

Một thời gian dài trước đây, điều cần thiết đối với một kỹ thuật viên cân bằng để có thể thực hiện tất cả các tính toán cân bằng, và lỗi của con người là một yếu tố có thể góp phần trong tất cả các tình huống cân bằng. Giờ đây, mọi thứ đều được tự động hóa. Khi sử dụng máy cân bằng vòng bi mềm của IRD® Balancing, người ta chỉ cần làm theo từng bước hướng dẫn trên màn hình. Các bước này như sau:

1. Chọn Cài đặt Rotor.

Dụng cụ Cân bằng của chúng tôi được thiết lập để xử lý 9 cấu hình rôto khác nhau. Sau khi bạn chọn cấu hình rôto, bạn sẽ được hướng dẫn quay rôto và thực hiện phép đo, sau đó dừng rôto.

2. Hiệu chỉnh Máy bằng Rotor

Sau đó, Dụng cụ cân bằng sẽ hướng dẫn người dùng thêm một trọng lượng đã biết vào vị trí hiệu chỉnh đầu tiên ở phía bên tay trái, nhập các kích thước yêu cầu được minh họa, quay rôto lên và thực hiện phép đo, dừng rôto, sau đó tháo quả cân bên trái và đặt nó vào mặt phẳng sửa tay phải và lặp lại. Dừng rôto và loại bỏ khối lượng đã biết. Sau đó, thiết bị sử dụng các phép đo này để hiệu chuẩn chính nó.

3. Cân bằng Rotor

Công cụ Cân bằng hiện hiển thị cả lượng hiệu chỉnh bên trái và bên phải và vị trí góc của các trọng lượng hiệu chỉnh để cộng hoặc trừ (do người dùng chỉ định) vật liệu.

Đó là nó! Những tiến bộ trong công nghệ đã biến việc cân bằng trở thành một nhiệm vụ khá dễ dàng, khiến nó có thể áp dụng và cần thiết trong mọi cửa hàng máy móc!

Phương pháp thay thế cho cân bằng máy - Cân bằng trường

Nhiều rôto thường có thể được cân bằng tại chỗ, chạy ở tốc độ hoạt động của chúng, với việc tháo rời tối thiểu. Tất nhiên, để cân bằng tại chỗ, một yêu cầu cơ bản là rôto phải có thể tiếp cận được để thực hiện hiệu chỉnh. Các loại máy móc như quạt và máy thổi là những ứng cử viên sáng giá. Không gắn liền với tay vịn động cơ và cánh bơm.

Kỹ thuật cân bằng tại chỗ được gọi là Cân bằng hiện trường và nó mang lại một số lợi thế khác biệt bao gồm:

Cân bằng được thực hiện trên máy đã lắp ráp hoàn chỉnh và bù lại dung sai lắp ráp.

Việc tháo rời tốn kém và tốn thời gian để vận chuyển rôto đến máy cân bằng đã được loại bỏ.

Có thể kết hợp các tác động của nhiệt độ, áp suất, biến dạng và các ảnh hưởng môi trường khác.

Kết quả rung động có thể là dung sai áp dụng cho rôto, chứ không phải là dung sai cân bằng được công bố thường được sử dụng trong máy cân bằng. Điều này đặc biệt thuận lợi nếu cấu trúc hỗ trợ gần với sự cộng hưởng. Sự mất cân bằng trong rôto có thể phải được điều chỉnh đến mức tinh bất thường để giảm thiểu rung động cấu trúc cộng hưởng gây ra.