Baza wiedzy CIMAT
Dla przeciętnego człowieka, wyważanie wirników to często "czarna magia". Wiedza większości ludzi na temat wyważania ogranicza się do kół i opon samochodowych, które należy wyważyć przed dopasowaniem do auta; w przeciwnym razie będziemy mieli do czynienia z drżeniem kierownicy, nierównomiernym naciskiem na opony itd. Artykuł ten pozwoli zrozumieć świat wyważania i zapomnieć o "czarnej magii".
Składowe niewyważenia występujące na wirniku podczas obrotów.
Pojęcie niewyważenia odnosi się zarówno do wirnika sztywnego, jak i podatnego giętnie. Na wirniku sztywnym niewyważenie początkowe jest stałe w całym zakresie zmienności prędkości obrotowej. Na wirniku podatnym giętnie jest zmienne i zależy od prędkości obrotowej.
Ustalenie się niewyważenia na wirniku jako skutek zamontowania łożysk na wałku.
Metody obróbki mechanicznej są ciągle doskonalone. Doświadczenie projektantów i konstruktorów się powiększa wraz z kolejnymi wdrożeniami. Metody montażu elementów wirujących zespołów uwzględniają doświadczenia poprzedników. Dlaczego, wobec powyższego, nie zaginął problem niewyważenia i minimalizacji drgań wirników?
Zachowanie się wirnika podatnego giętnie podczas ruchu obrotowego.
W trakcie wyważania przyjmujemy, że żaden wirnik sztywny nie jest nieodkształcalny giętnie. Jednak sztywny jest tak mało odkształcalny, że daje się wyważyć w dwóch, dowolnie przyjętych płaszczyznach korekcyjnych. Można to zrobić za pomocą tych samych dwóch obciążników, w całym zakresie stosowanych obrotów. To oznacza, że zmiany kształtu wirnika są tak małe, że nie wywołują przekroczenia dopuszczalnego niewyważenia resztkowego, dla wybranych obrotów. Wykonujący wyważanie ocenia, czy wirnik jest sztywny. Może on być przyjęty jako sztywny w ograniczonym zakresie obrotów. Powyżej obrotów krytycznych zachowuje się już jako podatny giętnie.
Jak postępujemy z wirnikami podatnymi giętnie?
Jak zachowuje się sztywny wirnik na obrotach czyli jaki wykonuje ruch?
Wykonuje taki ruch, na jaki pozwalają mu więzy. Warto o nim pisać, gdyż w ramach pozostawionej mu swobody wirnik porusza się w ciekawy sposób.
Elementami ruchu są: obrót zawierający dwie składowe i poprzeczne drgania także zawierające dwie składowe.
Wirnik zabudowany w maszynie wirnikowej, w łożyskach własnych, porusza się w trakcie obrotów tak, że dwa punkty, znajdujące się na osi wirowania np. w płaszczyźnie łożysk, wykonują ruchy po elipsach lub okręgach. W celu wyznaczenia tego ruchu należałoby pobierać po dwa zestawy danych, pochodzących z pomiarów, na każdym czopie wirnika. Wyważając wirnik w jego łożyskach własnych wykonujemy pomiary w wybranym…..
Kompensacja niewyważenia uchwytu i niewyważenia wirnika wynikającego z niecentryczności jego mocowania
Kompensacja jest czynnością technologiczną przybliżającą wskazania niewyważenia do rzeczywistej wartości obciążającej wirnik. Dlatego wyważanie tarczy z użyciem wałka technologicznego lub uchwytu na pionowym wrzecionie, bez wykonania kompensacji, jest obarczone ryzykiem błędnej identyfikacji niewyważenia.
Wałki technologiczne i adaptery jako podstawowe wyposażenie technologiczne wyważarek
Do najistotniejszych elementów wyposażenia technologicznego wyważarek zaliczamy elementy w kształcie:
- wałków, które należą do wyposażenia wyważarek uniwersalnych, poziomych;
- uchwytów do tarcz montowanych na głowicach wrzecion zwanych adapterami, które znajdują się głównie na wyposażeniu wyważarek pionowych.
Wyważanie wirnika z wykorzystaniem jednej płaszczyzny pomiarowej.
Wyważając wirnik, korygujemy rozkład jego masy w płaszczyznach korekcyjnych. Są one oznaczane symbolem. Ilości masy i kąty posadowienia obciążników korekcyjnych są wyliczane przy wykorzystaniu danych pochodzących z pomiarów wykonywanych w płaszczyznach pomiarowych, które są oznaczane symbolem . Płaszczyzny pomiarowe są płaszczyznami identyfikacyjnymi.
Wyważanie sztywnego wirnika z wykorzystaniem jednocześnie dwóch płaszczyzn pomiarowych
Niewyważenie na wirniku sztywnym można zidentyfikować z użyciem dwóch płaszczyzn pomiarowych. Aby w pełni wykorzystać identyfikację, należy użyć także dwóch płaszczyzn korekcyjnych. Są one potrzebne do wyeliminowania składowej momentowej. Korekcję podczas wyważania poprzedza identyfikacja niewyważenia. Jest ona inna przy wykorzystaniu wyważarek podkrytycznych i inna przy nadkrytycznych oraz ….
Wpływ niewyważenia wirnika na trwałość jego ułożyskowania.
Dowolny element konstrukcyjny maszyny wirnikowej, który uczestniczy w ruchu obrotowym, ma swoją oś symetrii. Ta oś jest jednocześnie główną, centralną masową osią bezwładności, a masowe momenty dewiacyjne w kierunku jej działania są równe zero. Jeżeli dowolny masowy element obraca się wokół niej, to jego masa nie „protestuje” przeciwko takiemu ruchowi poprzez generowanie sił odśrodkowych i nie wywołuje reakcji w jego podparciach.
Układy mechaniczne, które współpracują w ruchu obrotowym, są zwykle tak zaprojektowane, że ich osie symetrii, po montażu, powinny się także pokrywać.
Drgania mechaniczne- wyważanie wirników. Procedury i tolerancje dla wirników sztywnych.
Odbiorca nowego lub regenerowanego wirnika musi mieć pewność, że po zamontowaniu do maszyny wirnik nie będzie źródłem drgań w trakcie obrotów. Drgania mogą być wymuszone niedopuszczalnie dużym niewyważeniem resztkowym. Niewyważenia nie można zobaczyć i dlatego odbiorca dowie się, że występuje ono na wirniku, dopiero po uruchomieniu maszyny. Jeżeli pojawią się nadmierne drgania, to koszt naprawy, czyli: demontażu, wysyłki do dostawcy, doważenie na wyważarce, oraz powtórnego transportu i montażu mogą być tak wysokie, że suma przekroczy wartość dostawy. Dlatego ….
Sprawdzanie poprawności wskazań wyważarek z użyciem testów opisanych w normie ISO 21940-21
Niewyważenia resztkowego na wirniku nie widać. Dodatkowo, wskazania wyważarki mogą być zadowalające – pomimo występującego niedozwolonego niewyważenia resztkowego. Taka sytuacja występuje, gdy maszyna jest źle skalibrowana lub niepoprawnie jest użyty osprzęt technologiczny, jak wałek technologiczny czy adapter. Dlatego skuteczność wyważania nie jest oceniana wraz z zakończeniem procesu wyważania. Jego weryfikacji można dokonać dopiero po ….
Kalibracje wyważarek nadkrytycznych z wykorzystaniem metody współczynników
Wyważarka jest urządzeniem pomiarowym. Nie mierzy bezpośrednio niewyważenia, lecz wybrane parametry ruchu wirnika lub siły, jakie działają na jego podparcie podczas obrotów.
Dla ustalenia niewyważenia nie wystarczy wyposażyć te maszyny w ścieżki pomiarowe. Dodatkowo muszą one pokazywać niewyważenie nie tylko zależnie od wartości pomierzonych sygnałów, pochodzących jednocześnie z dwóch ścieżek pomiarowych, ale także – od prędkości obrotowej, ilości wirującej masy, miejsc podparcia wirnika, położenia płaszczyzn pomiarowych i korekcyjnych, wzdłuż jego długości i promienia korekcji.