Какво е дисбаланс?
Роторът има оси, около които „естествено предпочита“ да се върти, обикновено наричани главни оси. Интуитивно те са оси, които минават през центъра на масата и разпределението на масата около тези оси е равномерно и симетрично. Какво е дисбаланс на кардан ? Физическият ротор има физическа ос на въртене, тоест проектирана ос, получена чрез процеси на обработка. Но поради неравномерното разпределение на масата на ротора, физическата ос на въртене и главната ос не съвпадат. Поради не съвпадащите оси сега разпределението на масата около реалната ос на въртене е неравномерно. Тази нееднородност в масата се определя количествено и се проявява като дисбаланс на ротора.
Дисбаланс?
Когато разпределението на масата е неравномерно само в радиална посока, но равномерно аксиално, само центърът на масата и главните оси се изместват успоредно на оста на въртене. Това е чисто статичен дисбаланс. Когато разпределението на масата е такова, че оста на въртене и главните оси се пресичат в центъра на масата, това е чисто двоен дисбаланс. Това обикновено се случва, когато разпределението на масата е симетрично спрямо центъра на масата аксиално. Но еднакво и противоположно радиално от двете страни на центъра на масата. Истинските ротори имат комбинация от статичен и двоен дисбаланс. Относителният ефект на всеки тип дисбаланс зависи от формата и размера на ротора.
Какво причинява дисбаланс
Представяне на чистия дисбаланс на двойката. Какво причинява дисбаланс? Процесите в реалния живот не са перфектни. Всички производствени процеси се извършват в рамките на определен толеранс. Грешката, възникваща във всеки етап от производствения процес, влияе върху разпределението на масата на ротора. Някои примери биха били отливки, при които потокът на метала не е равномерен, или отливки с дупки в тях. Друг пример са операции като заваряване по време на производство или преработване, които също могат да създадат дисбаланс поради заваряване и топлинни ефекти.
Какви са ефектите от дисбаланса върху машината?
Неравномерното разпределение на масата предизвиква генериране на центробежни сили. Тези сили се прехвърлят към опорите на ротора като лагера, корпуса на лагера и евентуално рамката на машината. Следователно силата на дисбаланс е циклично и повтарящо се принудяване. Това води до намален живот на лагерите, живот на компонентите, увеличени натоварвания и умора. Индуцираната вибрация може също да бъде над допустимите граници от гледна точка на шума, вибрациите и грубостта.
Каква е връзката между дисбаланса и вибрациите?
Дисбалансът е физична маса. Тази маса предизвиква центробежна сила, предизвикваща вибрациите. Един от ефектите на дисбаланса върху въртящия се ротор е вибрацията. Дисбалансът обаче не е единственият източник на вибрации. Дисбалансът генерира характерен тип вибрации. Вибрацията, произведена от дисбаланс, има същата честота като тази на въртящия се компонент, което се нарича 1x. Ако да речем ротор се върти с 1200 оборота в минута, тоест 20 цикъла в секунда или 20 Hz. Вибрациите, произведени от дисбаланса, ще бъдат 1x скоростта на движение, тоест 20 Hz. В една машина могат да присъстват и други източници на вибрации, например при множество хармоници като 3x, 5x, а също и от други трансмисионни елементи като ремъци, зъбни колела, лагери и други.
Балансиране на ротор
Така че балансирането на ротора е критично за намаляване на вибрациите. Въпреки това, добре балансиран ротор при сглобяване може все още да работи с вибрации, ако не са взети предвид други аспекти на монтажа и сглобяването. Процесът на намаляване на дисбаланса на ротора до определена стойност на толеранс се нарича балансиране. Подобна информация може да намерите в страницата за баланс на кардана в сервиз за ремонт на кардан. При обща употреба терминът може също да означава проверка дали роторът има дисбаланс в рамките на определения толеранс. В зависимост от приложението дисбалансът на ротора може или да бъде коригиран, или роторът да бъде отхвърлен. Роторът обикновено се балансира чрез натоварване и проверка на дисбаланса му на машина за балансиране.
Ползи от балансиране на ротор
Машината за балансиране завърта ротора до определена скорост. Измерва дисбаланса с помощта на своите сензори и инструментите за балансиране и показва стойността на дисбаланса на оператора. Операторът може да реши да добави или премахне тежести на посоченото място, за да балансира ротора. Балансираният ротор генерира по-ниски центробежни сили и като следствие по-ниски нива на вибрации. Това позволява на машините да работят по-бързо и да издържат по-дълго, подобрявайки производителността и надеждността. Добре балансираният ротор генерира по-ниски напрежения върху лагерите, удължавайки живота на компонентите.