Статическая балансировка
Так, для тихоходных роторов с диаметром (d), значительно превышающем его длину (l), моментной и динамической неуравновешенностью можно пренебречь и заниматься устранением только статической неуравновешенности – статической балансировкой ротора.
Напомним, что при статической неуравновешенности оси вращения и одной из главных осей инерции параллельны, но смещены на некоторое расстояние (е) друг от друга за счет наличия неуравновешенных масс. Мерой статической неуравновешенности ротора принято считать главный вектор дисбалансов (D), равный произведению массы ротора (m) на его эксцентриситет (e): D= m*e
Устранение статической неуравновешенности проводится методами статической балансировки, в которых определяется величина главного вектора дисбалансов и проводится его уравновешивание с помощью одной корректирующей массы в одной корректирующей плоскости (как правило, в плоскости самой детали).
В общем случае необходимо проводить динамическую балансировку ротора, но для тихоходных роторов, с диаметром в 5 и более раз превышающим длину, можно ограничиться проведением только статической балансировки. В эту категорию роторов входят рабочие колеса насосов, вентиляторов, дымососов, шлифовальные круги, звездочки и т.д.
Процедура любого метода статической балансировки включает в себя следующие этапы:
- определение местоположения центра тяжести;
- определение массы противовеса и радиуса его установки;
- установка корректирующего груза-противовеса или высверливание (или фрезерование) избыточной массы.
Существует достаточно много, как простых, так и более сложных, механических устройств статической балансировки рабочих колес или дисков. Среди них: параллельные призмы или ножи; двухдисковые (роликовые) устройства; балансировочные весы и др.
Для общего понимания процедуры статической балансировки, рассмотрим ее этапы на примере рабочего колеса вентилятора и простейшего устройства из параллельных призм или ножей:
- Балансируемое колесо насаживают на вал и дают свободно прокатиться по ножам. После остановки колеса отмечают самую «тяжелую» точку колеса, которая, с поправкой на силы трения, соответствует самому низкому положению центра масс.
- Для исключения влияния сил трения, повторяют этап №1, отпуская колесо в обратную сторону.
- Из найденных двух положений колеса определяют среднее положение «тяжелой» точки, соответствующее истинному положению центра масс.
- Уравновешивают колесо простым подбором корректирующего груза, устанавливаемого в направлении 180° от найденного положения «тяжелой» точки. Или же определяют величину корректирующего груза (Мк) с помощью пробного груза (Мп), который устанавливают под прямым углом к «тяжелой» точке и отмечают угол поворота колеса Θ:
Мк = Мп*ctgΘ
- Для тяжелых колес, когда трудно точно определить положение центра масс за счет существенных сил трения, всю поверхность колеса делят на 12 и более равных секторов, для каждого из которых подбирают пробную массу Мпр, приводящую колесо в движение. Далее по точке максимума зависимости Мп от углового положения колеса, определяют угол установки корректирующей массы Мк, а ее величину рассчитывают по формуле:
Мк = (Мп max + Мп min )/2
Данный метод носит название «метода кругового обхода» и, как можно видеть, является достаточно долгим и трудоемким.
- После определения места установки и величины корректирующего груза-противовеса, его закрепляют на колесе механическим способом или электросваркой. В некоторых случаях, вместо навешивания корректирующей массы, проводят высверливание или фрезерование «тяжелой» стороны колеса.
Качество балансировки определяется минимально достижимой величиной остаточного дисбаланса, и наибольшую точность статической балансировки обеспечивают балансировочные весы, для которых удельный остаточный дисбаланс составляет 5-10 мкм. Другие методы статической балансировки обладают еще меньшей точностью: «ножи» – 10÷30 мкм, «ролики»– 15÷25 мкм.
Как можно видеть из приведенных цифр, традиционные механические методы статической балансировки не обеспечивают точность, соответствующую современным требованиям, и во многих случаях предпочтительней проводить динамическую балансировку, дающую на порядок более высокую точность.
Более того, современные методы и инструментарий динамической балансировки полностью исключают ручные вычисления, обеспечивают высокую скорость измерений и контроль многих других параметров роторных машин. В качестве наглядного примера преимуществ современных приборов динамической балансировки посмотрите видео, посвященное мобильному прибору-балансировщику ПРОТОН-БАЛАНС-II компании «Балтех». Профессионально овладеть данным прибором и другими средствами динамической балансировки от компании «Балтех» можно на Курсе ТОР-102 «Динамическая балансировка в собственных опорах», по окончанию которого выдается сертификат, дающий право на проведение данного вида работ.
