Роторды орнында теңгерімдеу: қалай жүргізіледі және қашан қажет

Роторды орнында теңгерімдеу — роторды бөлшектемей, машинаның өз тіректерінде теңгерімсіздікті жою. Діріл анализаторы тахометр оқитын біліктегі белгіге қатысты айналу жиілігіндегі (1x) дірілдің амплитудасы мен фазасын өлшейді. Содан кейін массасы белгілі сынақ жүгі қойылады, діріл векторының өзгерісі бойынша түзету жүгінің массасы мен бұрышы есептеледі және нәтиже бақылау іске қосылуымен тексеріледі.

Теңгерімдеу қашан қажет

Теңгерімсіздік — ротордың масса орталығы айналу осімен сәйкес келмейтін күйі. Оның дірілдегі белгілері:

• айналу жиілігінде 1x басым шың, гармоникалар аз немесе жоқ;
• синусоидалы уақыттық сигнал, бір айналымға бір оқиға;
• 1x діріл көлденең және тік бағытта шамамен бірдей;
• консольді роторлардан басқа осьтік діріл аз;
• 1x амплитудасы айналу жиілігі өскен сайын өседі.

Әдеттегі себептері: шөгінділердің жабысуы, тозу, сынған немесе жоғалған бөлшектер, дәл емес құрастыру немесе конструкция, жылулық деформациялар. Желдеткіштер мен түтін сорғыштарда бұл ең алдымен қалақтарға жабысу; салалық ерекшеліктер «Металлургия мен ЖЭО желдеткіштері мен түтін сорғыштарын далалық теңгерімдеу» мақаласында қарастырылған.

Теңгерімсіздік себеп болмаған кезде

Жүк қоймас бұрын 1x дірілдің басқа көздерін жоққа шығарыңыз. Теңгерімдеу тек теңгерімсіздікті түзетеді, осьтестіктің бұзылуын және басқа ақауларды түзетпейді.

Белгі	Бұл не болуы мүмкін
Спектрде 1x гармоникалары көп	Теңгерімсіздік емес болуы ықтимал: босау, осьтестік бұзылуы
Жоғары 2x, жоғарылаған осьтік діріл	Осьтестіктің бұзылуы
Тұрақсыз фаза, бөлшек гармоникалар	Механикалық босау
1x сынақ жүгіне жауап бермейді	Біліктің иілуі, жұмсақ табан, ротордың жарығы, муфта ақауы, резонанс
Жылдамдық аздап өзгергенде діріл күрт өзгереді	Жұмыс жиілігіне жақын резонанс

Резонансты соққы сынағымен, айналудың тоқтауын жазумен немесе жиілік түрлендіргіш болса, жылдамдықты өзгерту арқылы тексереді. Ақауларды спектр бойынша қалай ажырату керектігі «FFT спектрін қалай оқу керек» мақаласында сипатталған.

Орнында теңгерімдеу үшін не қажет

• Бір немесе екі діріл датчигі (өлшенетін тіректер санына қарай).
• Біліктегі тірек белгісі бар тахометр, мысалы шағылыстырғыш таспасы бар лазерлік датчик: ол 1x-тің фазалық байланысын береді.
• Векторлар мен түзету массаларын есептейтін теңгерімдеу бағдарламасы бар анализатор.
• Таразы, жүктер жиынтығы және оларды бекіту тәсілі (болттар, дәнекерлеу, желім — машина иесімен келісім бойынша).

Теңгерімдеу қалай жүргізіледі: сынақ жүгі әдісі

1. Дайындық. Машинаны тоқтатып, бұғаттаңыз, роторды тексеріп қараңыз, жұмыс доңғалағын шөгінділерден тазалаңыз, бекіткіштердің тартылуын және мойынтіректердің күйін тексеріңіз.
2. Датчиктер мен белгіні орнату. Діріл датчигін мойынтірек корпусына бекітіңіз, білікке шағылыстырғыш белгі жабыстырып, тахометрді орнатыңыз. Бұрыштарды санау үшін бір айналу бағытын таңдап, ротордағы нөлдік нүктені белгілеңіз.
3. Бастапқы іске қосу. Жұмыс жылдамдығында әр тіректе бір бағытта және бір белгіден 1x амплитудасы мен фазасын жазыңыз.
4. Сынақ жүгі. Машинаны тоқтатып, массасы белгілі жүкті белгілі бұрышқа орнатыңыз. Сынақ жүгі 1x дірілін амплитуда бойынша кемінде 30 %-ға немесе фаза бойынша 30°-қа өзгертуі керек (30/30 ережесі). Шағын жүктен бастап, өзгеріс жеткілікті болғанша оны екі есе арттырыңыз, бірақ машинаны зақымдауы мүмкін жүкті қолданбаңыз.
5. Сынақ іске қосу. Сол жылдамдықта 1x амплитудасы мен фазасын қайта жазыңыз.
6. Есептеу. Сынақ жүгінің әсері — «сынақ іске қосу минус бастапқы» векторлар айырмасы. Түзету жүгінің массасы = сынақ жүгінің массасы × бастапқы амплитуда / әсер амплитудасы; бұрыш әсерді бастапқы векторға қарама-қарсы векторға келтіретін бұрылыс арқылы табылады. Анализатор бағдарламасы мұны автоматты түрде жасайды.
7. Түзету жүгі. Сынақ жүгін алыңыз (немесе бағдарлама оны есепке алса, қалдырыңыз) және тұрақты жүкті орнатыңыз.
8. Бақылау іске қосу. Қалдық дірілді тексеріңіз. Қажет болса, сол әсер коэффициенті бойынша нақтылау (trim) түзетуін орындаңыз.
9. Хаттама. Жылдамдықты, жазықтықтарды, жүктердің массалары мен бұрыштарын, дейінгі және кейінгі дірілді жазыңыз.

ACOEM мысалы: бастапқы діріл 7 бірлік, 100 г сынақ жүгінен кейін 5 бірлік, векторлық диаграмма бойынша сынақ жүгінің әсері 9 бірлік. Түзету жүгінің массасы: 100 × 7 / 9 ≈ 78 г.

Сынақ жүгінің әсері іске қосудан іске қосуға дейінгі көрсеткіштер шашырауынан бірнеше есе үлкен болуы керек, әйтпесе есептеу тұрақсыз болады.

Бір жазықтық па, әлде екі ме

Сынақ жүгін қоймас бұрын екі тіректегі 1x фазаларын бір бағытта салыстырыңыз:

Тіректер арасындағы фаза айырмасы	Теңгерімсіздік түрі	Қанша жазықтық
Шамамен 0°	Статикалық: ротордың ұштары бірге қозғалады	Бір, масса орталығына жақын
Шамамен 180°	Моменттік: ұштары қарама-қарсы фазада қозғалады	Екі
Аралық	Динамикалық (жалпы жағдай)	Екі

Тар дискілі ротор (желдеткіш доңғалағы, шкив) үшін әдетте бір жазықтық жеткілікті. Ұзын роторда бір жазықтықта түзету бір тіректі жақсартып, екіншісін нашарлатса, моменттік теңгерімсіздік қалған және екі жазықтықта теңгерімдеу керек.

ISO 21940-11 бойынша рұқсат етілген теңгерімсіздік

Қатаң роторлардың теңгерімделу сапасы ISO 21940-11 бойынша G дәлдік кластарымен беріледі (стандарт ISO 1940-1-ді алмастырды). Кластар қатары: G 0.4, G 1, G 2.5, G 6.3, G 16, G 40, G 100, G 250, G 630; әрбір келесісі алдыңғысынан шамамен 2,5 есе дөрекірек. Класс белгісіндегі сан — рұқсат етілген меншікті теңгерімсіздік пен бұрыштық жылдамдықтың мм/с-пен берілген көбейтіндісі.

Рұқсат етілген қалдық теңгерімсіздік былай есептеледі:

• бұрыштық жылдамдық ω = 2π × n / 60, рад/с (n — ең үлкен жұмыс айналу жиілігі, айн/мин);
• рұқсат етілген меншікті теңгерімсіздік e_per = G × 1000 / ω, мкм (1 мкм ротор массасының 1 кг-ына 1 г·мм-ге сәйкес келеді);
• рұқсат етілген теңгерімсіздік U_per = e_per × m, г·мм (m — ротор массасы, кг);
• масса орталығына қатысты шамамен симметриялы орналасқан жазықтықтар үшін әр жазықтыққа U_per-дің жартысы келеді.

Мысал: ротор 200 кг, 1480 айн/мин, G 6.3 класы.

Шама	Есептеу	Нәтиже
ω	2π × 1480 / 60	155,0 рад/с
e_per	6,3 × 1000 / 155,0	40,6 мкм
U_per	40,6 × 200	≈ 8130 г·мм
Бір жазықтыққа	8130 / 2	≈ 4065 г·мм
400 мм радиустағы жүк	4065 / 400	≈ 10 г

Қандай класты таңдау керек:

• өнеркәсіптік машиналардың көпшілігі үшін G 6.3 көрсетіледі;
• жоғары жылдамдықты машиналар мен жеке жұмыс істейтін электр қозғалтқыштары үшін G 2.5 талап етілуі мүмкін;
• ортадан тепкіш сорғыларға арналған ISO 5199 және ISO 9905 стандарттары негізгі айналатын бөлшектерді G 6.3 класы бойынша теңгерімдеуді талап етеді;
• класты түпкілікті машина дайындаушысы белгілейді: оның ұсыныстары бойынша теңгерімдеңіз.

Класқа теңгерімсіздік 1x дірілдің жалғыз көзі болса және машина резонанста жұмыс істемесе ғана қол жеткізуге болады.

Қандай аспаппен теңгерімдеу керек

• Bently Nevada vb7 — дайындаушы паспорты бойынша екі арналы анализатор және теңгерімдегіш: екі арнаның синхронды жазуы, 30–60 000 айн/мин диапазонында екі датчикпен екі жазықтықта теңгерімдеу, шағылыстырғыш таспасы бар айналымдардың лазерлік датчигі (10 см – 2 м), Keyphasor режимі, сынақ жүктерін қалдыру немесе алу мүмкіндігі, теңгерімдеу жұмыстарын сақтау, IP65 корпус. Сол аспап маршруттық жинағыш және спектрлік анализатор (6400 сызыққа дейін, 40 кГц-ке дейін Fmax) ретінде де қызмет етеді, сондықтан теңгерімдеуге дейін осьтестік бұзылуы мен босауды жоққа шығаруға болады.
• vb Balancer — Bently Nevada мамандандырылған теңгерімдегіштері: екі арналы vbBalancer және төрт арналы vbBalancer+, екі жазықтықта теңгерімдеу, нәтижені тексеру үшін 800 сызыққа дейін және 5 кГц-ке дейінгі негізгі спектрлер.

KEG TRK Bently Nevada аспаптарын Қазақстанда жеткізеді. Бағасы сұраныс бойынша.

Дереккөздер

• Bently Nevada. vb7 Portable Data Collector, Analyzer and Balancer, datasheet 116M5255 Rev. F.
• Baker Hughes / Bently Nevada. vb Balancer Series Portable Instruments, datasheet 132M3167.
• Sensemore. ISO 21940 Balance Quality Calculator.
• Sensemore. Single Plane Balancing Calculator.
• ACOEM. Balancing How To #2: Selecting a Proper Trial Weight.
• ACOEM. Balancing How To #6: Balancing Tolerances.
• ACOEM. Finding Unbalance and Misalignment on a Spectrum.
• Emerson. Vibration Analysis for Machinery Health Diagnosis.
• Europump. Pump Vibration Standards Guidelines, 1st edition, July 2013 (ISO 5199, ISO 9905).