Nierównowaga dynamiczna: czym jest, co ją powoduje i jak ją naprawić
Nierównowaga dynamiczna: czym jest, co ją powoduje i jak ją naprawić
Nierównowaga dynamiczna, zwana również nierównowagą dynamiczną, występuje, gdy maszyna wirująca jest niezrównoważona w swoim środku ciężkości, a główna oś bezwładności nie jest zrównoważona z osią obrotu. Nierównowaga dynamiczna jest połączeniem nierównowagi statycznej i nierównowagi par.
Nierównowaga dynamiczna powoduje nadmierne wibracje i hałas, zwiększone tarcie, zmniejszenie wydajności i skraca żywotność łożysk, uszczelnień i innych podzespołów. Stan ten pogarsza się z czasem i, jeśli nie zostanie sprawdzony, może zwiększyć koszty konserwacji, pogorszyć zagrożenia bezpieczeństwa, a nawet doprowadzić do katastrofalnej awarii.
Co powoduje zaburzenie równowagi dynamicznej?
Dynamiczna nierównowaga może mieć kilka przyczyn źródłowych. Oto kilka typowych:
Wzrost cieplny: W miarę pracy urządzenia jego temperatura wzrasta. Powoduje to rozszerzanie się metali w procesie zwanym wzrostem cieplnym lub odkształceniem cieplnym. Wyższe temperatury prowadzą do większego wzrostu, a wszystkie obszary maszyny mogą nie rozszerzać się w tym samym tempie, co prowadzi do braku równowagi dynamicznej.
Nierówne zużycie: Z biegiem czasu elementy maszyn, takie jak łożyska, ulegają erozji i zużyciu. Może to prowadzić do nierównomiernego rozłożenia ciężaru wokół środka obrotu z powodu utraty masy. Erozja może zmusić wirnik do dostosowania się i doprowadzić do dynamicznego braku równowagi.
Brak ciężarków wyważających:Ciężarki wyważające są czasami używane do utrzymywania prawidłowego obrotu sprzętu. Jeśli zostały usunięte, może to spowodować utratę równowagi.
Wygięte wałki: Nawet niewielkie wygięcia wałów mogą powodować brak równowagi. Zmieniają rozkład ciężaru, powodując niewyważenie obrotowe.
Wady produkcyjne: Nierównomierna gęstość materiału w elementach wirnika, wynikająca z wad produkcyjnych, może powodować utratę równowagi podczas użytkowania urządzenia.
Problemy z montażem lub wymianą części: Nieprawidłowy montaż początkowy może spowodować nierównowagę dynamiczną. Ponadto części zamienne, które zostały nieprawidłowo obrobione lub nieprawidłowo zainstalowane, mogą również prowadzić do nierównomiernego rozłożenia ciężaru.
Jaka jest różnica pomiędzy niewyważeniem statycznym, sprzężonym i dynamicznym?
Istnieją trzy rodzaje nierównowagi. Choć mogą mieć podobne objawy i skutki, ważne jest, aby znać różnicę, ponieważ wymagają różnych metod korekcji.
Nierównowaga statyczna
Niewyważenie statyczne ma miejsce, gdy środek masy wirnika jest przesunięty względem jego osi obrotu. Z powodu tego przesunięcia, niewyważenie statyczne może powodować drgania pionowe i prowadzić do innych problemów, gdy nie zostanie skorygowane.
Jednym ze sposobów identyfikacji statycznego braku równowagi jest sprawdzenie, czy maszyna ma preferowane położenie, gdy jest w stanie spoczynku. Jeśli obracające się części mogą się swobodnie poruszać, strona z cięższą masą naturalnie przesunie się na dół. Dodanie lub usunięcie ciężaru w jednej płaszczyźnie wału przeciwległej do cięższej strony może często przeciwdziałać braku równowagi i ponownie ustawić masę środkową względem osi obrotu.
Para nierównowaga
Nierównowaga pary występuje, gdy główna oś bezwładności, przechodząca przez środek ciężkości obiektu, nie jest w równowadze z osią obrotu.
Brak równowagi pary często prowadzi do chwiejnego lub skręcającego ruchu. Aby go skorygować, należy umieścić dwa równe ciężarki w odległości 180 stopni w dwóch płaszczyznach korekcyjnych.
Nierównowaga dynamiczna
Nierównowaga dynamiczna to połączenie nierównowagi statycznej i nierównowagi par. Środek masy wirnika jest przesunięty względem osi obrotu, a główna oś bezwładności jest niewspółosiowa względem osi obrotu.
Mimo że jest to najczęstszy rodzaj niewyważenia, jego skorygowanie jest bardziej skomplikowane niż skorygowanie wyłącznie niewyważenia statycznego lub parowego.
W jaki sposób koryguje się niewyważenie dynamiczne?
Najbardziej skutecznym sposobem na skorygowanie niewyważenia dynamicznego jest użycie specjalistycznych narzędzi, takich jak inteligentny wyważacz. Inteligentny wyważacz to przenośne urządzenie służące do identyfikacji i korygowania problemów z niewyważeniem bez konieczności rozmontowywania maszyny.
Czujniki z inteligentnego urządzenia równoważącego są przymocowane do różnych punktów maszyny. Podczas pracy maszyny czujniki przechwytują kluczowe dane, takie jak poziomy drgań, widmo szybkiej transformaty Fouriera (FFT) i informacje fazowe. Narzędzia takie jak Prüftechnik Wyważarka VibXpert 3 zapewniają kompleksową analizę w czasie rzeczywistym, wyświetlając wszystkie informacje bezpośrednio na ekranie, co pomaga użytkownikowi zidentyfikować brak równowagi.
Po zidentyfikowaniu niewyważenia następnym krokiem jest jego skorygowanie. VibXpert 3 Balancer pomaga obliczyć prawidłową pozycję i ilość ciężaru, który należy dodać. Po dodaniu ciężaru możesz ponownie uruchomić test VibXpert 3 Balancer, aby sprawdzić, czy niewyważenie zostało w pełni skorygowane. Ponowne sprawdzenie jest niezbędne, aby upewnić się, że maszyna działa płynnie. Po zakończeniu możesz również zapisać lub pobrać analizę lub wyeksportować ją w formatach, które najlepiej odpowiadają Twoim potrzebom.
Zastosowanie inteligentnego wyważarki jest najszybszą i najprostszą metodą korygowania niewyważenia dynamicznego i wydłużania żywotności urządzeń obrotowych.
