Неотрон ЕООД - балансиращо оборудване, Статично балансиране
| neotron.ru neotron.rf [email protected] +7 999-300-0035 +7 999 300 0034 +7 495-50-56-381 |
| Файлов архив |
| Информация |
| Указател на уебсайтове |
| Онлайн магазин |
| Новини |
| Търсене |
| Карта на сайта |
| Турбокомпресори |
| Стандарти и GOSTs |
| Теория на балансирането |
| Балансиране на колела |
| Разни |
| В момента има: 2 гости онлайн |
Статично балансиране
Статично балансиране на работни колела на ротационни машини
Надеждната и правилна работа на въртящите се механизми зависи от голям брой фактори, като: центровка на валовете на възлите; състояние на лагерите, тяхното смазване, напасване на вала и в корпуса; износване на корпуси и уплътнения; пропуски в пътя на потока; производство на сальникови втулки; радиална битка и отклонение на вала; дисбаланс на работното колело и ротора; тръбопроводно окачване; изправност на възвратни клапани; състояние на рамки, основи, анкерни болтове и много други. Много често се пропуска малък дефект, като снежна топка, която дърпа другите със себе си, и в резултат на това оборудването се проваля. Само като се вземат предвид всички фактори, точното им диагностициране навреме и спазване на изискванията на спецификациите за ремонт на въртящи се механизми, е възможно да се постигне безпроблемна работа на агрегатите, да се осигурят зададените работни параметри, да се увеличи срокът на ремонт и да се намали нивото на вибрации и шум.Предвижда се да се посветят редица статии на темата за ремонт на въртящи се механизми, които ще разгледат въпроси на диагностиката, технологията на ремонта, модернизацията на дизайна, изискванията към ремонтираното оборудване и предложенията за рационализация за подобряване на качеството и намаляване на сложността на ремонтите.
При ремонта на помпи, димососи и вентилатори е трудно да се надцени значението на прецизното балансиране на механизма. Колко удивително и радостно е да видиш някогашната ръмжаща и трепереща машина, която беше умиротворена и успокоена от няколко грама противотежест, внимателно монтирана на „правилното място“ от сръчни ръце и светла глава. Неволно се замисляте какво означават грамове метал върху радиуса на колелото на вентилатора и хилядите обороти в минута. И така, каква е причината за такава рязка промяна в поведението на единицата?
Цялата маса на ротора заедно с работното колело е концентрирана в една точка - центърът на масата (центърът на тежестта), но поради производствени неточности и неравномерна плътност на материала (особено за чугунени отливки), тази точка е изместена на известно разстояние от оста на въртене (Фигура № 1). При работа на агрегата възникват инерционни сили - F, действащи върху изместения център на масата, пропорционални на масата на ротора, преместването и квадрата на ъгловата скорост. Именно те създават променливи натоварвания върху опорите R, отклонение на ротора и вибрации, което води до преждевременна повреда на блока. Стойността, равна на произведението на разстоянието от оста до центъра на масата от масата на самия ротор, се нарича статичен дисбаланс и има размер [g x cm].
Задачи за статично балансиране
Задачата на статичното балансиране е да доведе центъра на масата на ротора до оста на въртене чрез промяна на разпределението на масата.
Науката за балансирането на ротора е обширна и разнообразна. Има начини за статично балансиране,динамично балансиране на ротори на металорежещи машини и в собствени лагери. Те балансират различни ротори от жироскопи и шлифовъчни колела до ротори на турбини и колянови валове на кораби. Много приспособления, машинни инструменти и устройства са създадени с помощта на най-новите разработки в областта на уредите и електрониката за балансиране на различни възли. Що се отнася до агрегатите, работещи в топлоенергетиката, нормативната документация за помпи, димососи и вентилатори налага изисквания за статично балансиране на работните колела и динамично балансиране на роторите. За работните колела е приложимо статично балансиране, тъй като когато диаметърът на колелото надвишава ширината му повече от пет пъти, останалите компоненти (въртящ момент и динамични) са малки и могат да бъдат пренебрегнати.
За да балансирате колелото, трябва да решите три проблема:
1) намерете много „правилното място“ - посоката, в която се намира центърът на тежестта;
2) определете колко „заветни грама“ от противотежестта са необходими и на какъв радиус трябва да бъдат поставени;
3) балансирайте дисбаланса чрез регулиране на масата на работното колело.
Уреди за статично балансиране
Устройствата за статично балансиране помагат да се намери мястото на дисбаланс. Можете да ги направите сами, те са прости и евтини. Нека да разгледаме някои конструкции.
Най-простото устройство за статично балансиране са ножове или призми (Фигура № 2), монтирани строго хоризонтално и успоредно. Отклонението от хоризонта в равнините, успоредни и перпендикулярни на оста на колелото, не трябва да надвишава 0,1 мм на 1 м. Нивото на "Геоложко проучване 0,01" или нивото на съответната точност може да служи като средство за проверка. Колелото е поставено върху дорник с полирани опорни шийки (вкато дорник можете да използвате вала, като сте проверили неговата точност предварително). Параметрите на призмите от условията на якост и твърдост за колело с тегло 100 kg и диаметър на шийката на дорника d = 80 mm ще бъдат: работна дължина L = p X d = 250 mm; ширина около 5 мм; височина 50 - 70 мм.
Шийките на дорника и работните повърхности на призмите трябва да бъдат шлифовани, за да се намали триенето. Призмите трябва да бъдат фиксирани върху твърда основа.
Ако колелото се остави свободно да се търкаля над ножовете, тогава след спиране центърът на масата на колелото ще заеме позиция, която не съвпада с долната точка, поради триенето при търкаляне. Когато колелото се върти в обратна посока, след спиране то ще заеме различна позиция. Средната позиция на долната точка съответства на истинската позиция на центъра на масата на устройството (Фигура #3) за статично балансиране. Те не изискват прецизен хоризонтален монтаж, тъй като ножовете и роторите с различен диаметър на щифта могат да се монтират на дискове (ролки). Точността на определяне на центъра на масата е по-малка поради допълнителното триене в ролковите лагери.
Устройствата се използват за статично балансиране на ротори в собствените им лагери. За да се намали триенето в тях, което определя точността на балансиране, се използва вибрация на основата или въртене на външните пръстени на опорните лагери в различни посоки.
Везни за баланс
Най-точното и в същото време сложно устройство за статично балансиране е балансираща скала (Фигура № 4). Дизайнът на тежестите за работните колела е показан на фигурата. Колелото е монтирано на дорник по оста на шарнира, който може да се люлее в една равнина. Когато колелото се върти около оста, в различни позиции то се балансира с противотежест, по чиято стойност се установява мястото и дисбаланса на колелото.
Методи за балансиране
Размерът на дисбаланса или броят грамове коригираща маса се определя по следните начини:
- чрез метода на избор, когато чрез инсталиране на противотежест в точка, противоположна на центъра на масата, колелата се балансират във всяка позиция;
- по метода на тестовата маса - Mp, която е поставена под прав ъгъл спрямо "тежката точка", докато роторът ще се завърти на ъгъл j. Коригиращата маса се изчислява по формулата Мк = Мп ctg j или се определя от номограмата (Фигура № 5): през точката, съответстваща на тестовата маса на скалата Мп, и точката, съответстваща на ъгъла на отклонение от вертикалата j, се изчертава права линия, пресечната точка на която с оста Мк дава стойността на коригиращата маса. Като тестова маса можете да използвате магнити или пластилин.
- метод на отиване и връщане. Най-детайлният и най-точен, но и най-трудоемък е методът на отиване и връщане. Приложимо е и за тежки колела, където голямото триене затруднява точното определяне на местоположението на дисбаланса. Повърхността на ротора се разделя на дванадесет или повече равни части и във всяка точка последователно се избира тестова маса Mn, която привежда ротора в движение. Въз основа на получените данни се изгражда диаграма (Фигура № 6) на зависимостта на Mp от положението на ротора. Максимумът на кривата съответства на “лесното” място, където е необходимо да се зададе коригираща маса Мк = (Мп max + Мп min )/2.
Начини за премахване на дисбаланса
След определяне на местоположението и големината на дисбаланса, той трябва да бъде отстранен. При вентилатори и димососи дисбалансът се компенсира от противотежест, която е монтирана от външната страна на диска на работното колело. Най-често електрическото заваряване се използва за фиксиране на товара. Същият ефект се постига чрез отстраняване на метала на „тежко“ място върху работните колела на помпите (съгласно изискванията на техническите спецификации отстраняването на метала до дълбочина неповече от 1 mm в сектор не повече от 1800). В същото време те се опитват да коригират дисбаланса на максималния радиус, тъй като с увеличаване на разстоянието от оста се увеличава влиянието на масата на коригирания метал върху баланса на колелото.
Остатъчен дисбаланс
След балансиране на работното колело, поради грешки в измерването и неточности на устройствата, остава изместване на центъра на масата, което се нарича остатъчен статичен дисбаланс. За работни колела на въртящи се механизми нормативната документация определя допустимия остатъчен дисбаланс. Например за колелото на мрежовата помпа 1D1250 - 125 е зададен остатъчен дисбаланс от 175 g x cm (TU 34 - 38 - 20289 - 85).
Сравнение на методите за балансиране на различни устройства
Конкретният остатъчен дисбаланс може да служи като критерий за сравнение на точността на балансиране. Той е равен на отношението на остатъчния дисбаланс към масата на ротора (колелото) и се измерва в [µm]. Специфичните остатъчни дисбаланси за различни методи за статично и динамично балансиране са обобщени в таблица № 1.
От всички устройства за статично балансиране балансът дава най-точния резултат, но това устройство е най-сложното. Ролковото устройство, макар и по-трудно за производство от паралелните призми, е по-лесно за работа и дава резултат не много по-лош.
Основният недостатък на статичното балансиране е необходимостта да се получи нисък коефициент на триене при големи натоварвания от теглото на работните колела. Подобряването на точността и ефективността на балансиращите помпи, димоотводите и вентилаторите може да се постигне чрез динамично балансиране на ротори на машинни инструменти и в техните собствени лагери.
Прилагане на статично балансиране
Статичното балансиране на работните колела е ефективно средство за намаляване на вибрациите, натоварването на лагера и увеличаванеиздръжливост на машината. Но това не е панацея за всички болести. При помпите тип "K" можете да се ограничите до статично балансиране, а за роторите на моноблоковите помпи "KM" е необходимо динамично балансиране, тъй като има взаимно влияние на дисбалансите на колелото и ротора на електродвигателя. Динамичното балансиране е необходимо и за роторите на електродвигателите, където масата се разпределя по дължината на ротора. За ротори с две или повече колела с масивна свързваща полусъединителна връзка (например SE 1250 - 140), колелата и съединителят се балансират поотделно и след това роторният възел се балансира динамично. В някои случаи, за да се осигури нормалната работа на механизма, е необходимо динамично да се балансира цялото устройство в собствените му лагери.
Точното статично балансиране е необходима, но понякога недостатъчна основа за надеждна и дълготрайна работа на уреда.