Балансировка
Рис.1
На рис.1 приведены три возможных случая неуравновешенности ротора в соответствии с ГОСТ 19534-74:
а) Статическая неуравновешенность ротора, когда оси вращения и инерции параллельны, но смещены на некоторое расстояние е (эксцентриситет).б) Моментная неуравновешенность ротора, когда оси вращения и инерции пересекаются в центре масс S под некоторым углом.
в) Динамическая неуравновешенность ротора, когда оси вращения и инерции пересекаются вне центра масс S, или не пересекаются, а перекрещиваются в пространстве.
Как можно видеть, статическая и моментная неуравновешенность ротора являются частными случаями динамической неуравновешенности ротора. Мерой статической неуравновешенности ротора принято считать главный вектор дисбалансов (D), равный произведению массы ротора (m) на его эксцентриситет (e):
D= m*e (1)
Существует прямая связь между главным вектором дисбаланса и главным вектором силы инерции (F), возникающим при вращении ротора:
F= – D*ω2 (2)
где ω – угловая скорость вращения ротора.
Динамической мерой неуравновешенности ротора является главный момент дисбалансов (M), равный геометрической сумме всех моментов дисбалансов ротора относительно его центра масс:
M∝ D*ω2 (3)
Как можно видеть из вышеприведенных формул, силы инерции и моменты сил прямо пропорциональны величине дисбалансов и имеют квадратичную зависимость от угловой скорости вращения ротора. Вот почему необходимость и качество балансировки особенно актуальны для быстровращающихся роторов.
Возвращаясь к видам неуравновешенности ротора, заметим, что:- при статической неуравновешенности ротора главный вектор дисбалансов D≠0 а главный момент дисбалансов M=0. В данном случае для балансировки ротора достаточно установить одну корректирующую массу-противовес, дисбаланс которой равен по величине существующему дисбалансу ротора, но противоположен по направлению. На практике статическую неуравновешенность компенсируют в одной корректирующей плоскости (перпендикулярную оси вращения ротора и удобную для размещения корректирующей массы), в которой подбирают массу противовеса и место его установки так, чтобы суммарный итоговый дисбаланс был равен нулю.
- При моментной неуравновешенности ротора главный вектор дисбалансов D=0, а главный момент дисбалансов M≠0 В данном случае для балансировки ротора необходимо, не нарушая статической уравновешенности, разместить на роторе две одинаковые корректирующие массы на равных расстояниях от оси вращения и центра масс S. Массу и место установки корректирующих грузов подбирают так, чтобы создаваемый ими момент компенсировал существующий момент дисбалансов ротора. На практике данное условие реализуется подбором двух корректирующих плоскостей (перпендикулярных оси вращения ротора и удобных для размещения корректирующих масс), в которых устанавливают корректирующие массы так, чтобы суммарный итоговый момент был равен нулю.
- При динамической неуравновешенности ротора главный вектор дисбалансов D≠0 и главный момент дисбалансов M≠0. В данном случае также необходимы две корректирующие массы, величина и место расположения которых подбираются так, чтобы их дисбаланс и момент дисбалансов был равен по величине, но противоположен по направлению существующему главному вектору дисбалансов и моменту дисбалансов ротора. На практике данное условие реализуется подбором двух корректирующих плоскостей, в которых устанавливают две корректирующие массы так, чтобы суммарный итоговый момент дисбалансов и суммарный итоговый дисбаланс были равны нулю.
Здесь отметим, что никогда не удается полностью избавиться от дисбаланса ротора и всегда существует, так называемый, остаточный дисбаланс, величина которого регламентируется классом точности балансировки в зависимости от вида ротора. В соответствии с ГОСТ ИСО 1940-1 приняты 11 классов точности жестких роторов, в качестве которых можно рассматривать абсолютное большинство роторов общепринятых машин на их рабочих скоростях вращения.
Как мы уже отмечали выше, неуравновешенность ротора является главным источником низкочастотных вибраций подшипниковых опор. Но помимо качественной связи, существует строгая зависимость амплитуды и фазы вибраций от величины и местоположения дисбаланса. Именно на этом факте основана работа всех современных балансировочных станков и приборов – через измерения величины и фазы вибраций с высокой точностью определяют массу и место установки корректирующих грузов в одной-, двух и более корректирующих плоскостях.
Компания «БАЛТЕХ», являясь признанным экспертом в области динамической балансировки роторов, производит серии балансировочных станков и приборов, лучших в своем сегменте по функциональности, скорости проведения измерений и точности балансировки – до 0.5 г*мм/кг.
Линейка балансировочных станков «БАЛТЕХ» включает:
- Горизонтальные станки BALTECH HBM для роторов весом от 1 кг до 95 тонн;
- Вертикальные станки BALTECH VBM для роторов весом от 1 до 100 кг;
- Автоматические балансировочные линии BALTECH ABM-7300;
- Специальные балансировочные станки BALTECH SBM.
Помимо балансировочных станков, компания «БАЛТЕХ» продвигает на рынке переносные балансировочные комплекты ПРОТОН-БАЛАНС-II и BALTECH VP-3470 (на базе виброанализатора CSI 2140) для динамической балансировки в собственных опорах, а также программу расчета балансировки BALTECH Balance.
Несомненным преимуществом компании «БАЛТЕХ» является наличие собственного Учебного центра, в стенах которого регулярно проводятся разнообразные обучающие курсы. В частности, для самостоятельной балансировки роторов на станках или с помощью мобильных приборов-балансировщиков «БАЛТЕХ», рекомендуем направить ваших технических специалистов на прохождение Курса ТОР-102 «Динамическая балансировка», по окончанию которого выдается сертификат, дающий право на осуществление данного вида работ.
