Существуют два способа балансировки роторов машин:
- Балансировка на станке. Ротор устанавливают на специальные стенды, которые позволяют сделать измерения и расчеты для устранения дисбаланса до допустимых уровней.
- Балансировка в собственных опорах. Проводится без демонтажа ротора. Замеры вибрации выполняют непосредственно на механизме, запуски проводят от собственного привода машины.
Сравнение способов балансировки роторов
|
|
Балансировка на стенде | Балансировка в собственных подшипниках |
|---|---|---|
| Место выполнения работ | На производстве, в мастерской | На месте эксплуатации с выездом |
| Возможность устранения большого дисбаланса | Да | Может быть опасно, если вибрация слишком большая |
| Необходимость демонтажа | Да | Нет, нужен только доступ к ротору для установки грузов |
| Гарантия результата | Вибрация может проявиться из-за низкой жесткости опор, даже если дисбаланс в допуске | Критерием является снижение вибрации до допустимых уровней, после балансировки выполняется вибродиагностика |
| Серийное производство | Да | Нецелесообразно |
| Стоимость | Обычно ниже, но иногда требуется изготовление оснастки | Обычно выше, но не требуется демонтаж, длительный останов |
Как проявляется нарушение балансировки
Нарушение балансировки ротора — это неравномерное распределение масс в поперечных сечениях детали. При вращении неуравновешенности ротора создают некомпенсированные центробежные силы, приводящие к колебаниям механизма — вибрации.
Предельные допустимые уровни вибрации агрегатов определяются в соответствии с ГОСТ для разных типов оборудования, самый распространенный стандарт — ГОСТ 10816-3.
Своевременная балансировка позволит продлить срок эксплуатации, избежать аварийных простоев производства, существенно снизить экономические потери предприятия
Закажите выезд и диагностику от наших специалистов по вашему оборудованию
Балансировка в собственных опорах
Для балансировки подходят самые разнообразные механизмы: вентиляторы, измельчители, валы, шкивы, барабаны.
Требования:
- Доступ к ротору для установки на него грузов.
- Доступ к подшипниковым узлам для измерения вибрации.
- Возможность безопасного запуска механизма.
Так, например, для балансировки в собственных подшипниках не подходят насосы и компрессоры — в них конструктивно не предусмотрен доступ к роторам. Поэтому рабочие колеса и винты данной категории оборудования балансируют на стендах.
Процесс и этапы балансировки
Принцип балансировки очень похож на балансировку автомобильных колес, но есть и отличия. Для расчета коэффициентов влияния, которые связывают массу и расположение грузов с вибрацией, которую регистрируют наши датчики:
- Обеспечиваем безопасность работ. Как для самого оборудования, так и для персонала и приборов. Главный момент — защита от случайного запуска.
- Определяем отсутствие загрязнений, значительного износа, повреждений требующих ремонта.
- В видимой области ставим метку для отметчика фазы, размечаем ротор.
- Выполняем запуск машины. Получаем и фиксируем на каждой из подшипниковых опор пару величин — амплитуду на частоте вращения балансируемого ротора и фазу с таходатчика.
- Останавливаем механизм.
- Фиксируем пробные грузы, задача которых — скорректировать амплитуду и фазу вибрации.
- Запускаем и делаем повторные измерения.
- С помощью прибора или специальных программ рассчитываем величину грузов, необходимых для устранения первоначального дисбаланса.
- Фиксируем грузы для уравновешивания вращающихся элементов наиболее оптимальным способом: болтами, сваркой, удалением металла и т.д.
- Запускаем машину, делаем финальные замеры, при необходимости проводим повторную итерацию.
Пример. Векторная диаграмма процесса балансировки.
IR — начальная точка, где радиус-амплитуда
TRA1 — точка с пробным грузом, в этом случае мы немного уменьшили вибрацию и изменил угол на 80 градусов.
CR1 — точка с установленной корректирующей массой.
Пример. Изменения величины вибрации при проведении балансировки. На переднем плане данные до балансировки, а на заднем — визуально почти незаметный спектр — после.
Способы установки грузов при балансировке валов роторов
| |
Плюсы | Минусы |
|---|---|---|
|
На сварку |
Надежно |
Сложно снять для перестановки Подходит не для всех материалов Пожароопасно Сложно учесть массу использованного электрода |
|
На болты |
Быстро Простой демонтаж, коррекция |
Может разрушиться от абразивного износа |
|
Высверливание |
Не подлежит износу Высокая точность балансировки |
Сложно устранить большую массу Может негативно влиять на прочность Сложная коррекция в случае ошибки по месту |
Лучший способ коррекции наши специалисты выбирают индивидуально для каждого случая.
В каких регионах оказываем услугу
Закажите услугу в Вашем регионе. Напишите нам — мы оперативно проконсультируем и рассчитаем стоимость работ.
Как определяют дисбаланс с помощью виброанализаторов
Для выяснения причины повышенной вибрации используют метод неразрушающего контроля — вибродиагностику. С помощью специальных приборов — виброанализаторов выполняется запись и анализ сигнала с датчиков вибрации — виброакселерометров.
Виброакселерометр – на подшипниковой опоре
Виброанализатор SKF Microlog
Замеры выполняют в точках согласно регламенту ГОСТ. Полученные данные анализируют. Лучший инструмент для анализа — СПЕКТР вибросигнала, который показывает какие частоты вибрации определяют дисбаланс, и какими дефектами он вызван.
Примеры спектров:
Спектр 1. Вентилятора с нарушением балансировки. Доминирует пик на
Спектр 2. Вентилятора с поврежденными подшипниками. На спектре доминирует гармоники оборотной частоты — признак значительного износа, увеличенного зазора в подшипниковом узле.
Кроме анализа спектров, также используют дополнительные методы и тесты определения причины вибрации механизма. Основные — анализ кросс-фазы, ударные тесты, построение контурной характеристики.
По завершении работ клиенту подготавливают отчет. В документе указаны все действия специалистов — алгоритм проведенных мероприятий, результаты измерений, анализ вибрации. А также даны персональные рекомендации по эксплуатации оборудования.
Список источников:
- ГОСТ ИСО
10816-3-2002 [ГОСТ Р ИСО10816-3-99] Вибрация. Контроль состояния машин по результатам измерений вибрации на невращающихся частях. - ГОСТ
19534-74. Балансировка вращающихся тел. Термины. - ГОСТ
22061-76 Система классов точности балансировки и методические указания. - Руководящие указания по балансировке роторов ГТУ на балансировочном станке и в собственных подшипниках. «Оргэнергогаз» М., 1974год.
- Вибрации в технике. Т.6. Защита от вибрации и ударов. Под ред. чл.-кор. АН СССР К.В. Фролова. М. «Машиностроение», 1981г.