Раздел 1.

Комплекс балансировочный КБМ-4.

Назначение

Центробежные силы, действующие при вращении на неуравновешенный узел (ротор), существенно снижают ресурс вращающегося оборудования и могут привести к аварии, поэтому величина неуравновешенности ротора и (или) возбуждаемой им вибрации на частоте вращения ограничивается нормами, определяемыми для каждого вида оборудования /1-4/.

Для снижения до нормы центробежных сил и вибрации на частоте вращения при изготовлении, ремонте, а, иногда, и при обслуживании оборудования (машин, агрегатов) в процессе эксплуатации производится балансировка роторов путем установки (перемещения или снятия) в плоскостях коррекции на роторе компенсирующих (балансировочных) масс.

Балансировка производится либо на балансировочных станках, на который устанавливается узел вращения (ротор, вал), либо в составе агрегата, частью которого он является. Далее рассматриваются обе технологии – балансировка на станке и балансировка на месте. Результаты балансировки на станке, как правило, оцениваются по остаточной величине неуравновешенности ротора, результаты балансировки на месте – по вибрации агрегата в рекомендуемых точках контроля.

Поскольку вибрация на частотах вращения двух и более валов, соединенных механической передачей (зубчатой, ременной и т.п.), как правило, не определяется только центробежными силами, каждый вал агрегата с механическими передачами (исключая муфты) должен быть сбалансирован до его установки в агрегат.

Балансировка роторов состоит из нескольких последовательных операций.

• Первая операция - измерение амплитуд и фаз (относительно метки на роторе) центробежных сил, действующих со стороны вращающегося ротора на каждую опору вращения. На практике могут измеряться не центробежные силы, а вибрация опор на определенной скорости вращения ротора.
• Вторая (группа) операция – последовательная установка «пробных» масс в используемые плоскости коррекции с остановкой ротора и измерением параметров центробежных сил (вибрации) на последующих пробных пусках. Пуски ротора с пробными массами нужны для количественной оценки влияния эталонной (единичной) массы в каждой плоскости коррекции на контролируемые силы (вибрацию) в каждой опоре (определение матрицы коэффициентов влияния).
• Третья операция – это расчет величин и мест установки корректирующих масс на балансируемый ротор, как правило, с использованием программ балансировки.
• Четвертая операция – установка рассчитанных масс с последующим пуском и измерением итоговых центробежных сил или вибрации опор вращения.

При балансировке группы идентичных роторов на станке можно отказаться от пробных пусков, начиная со второго ротора, и использовать полученную для первого ротора матрицу коэффициентов влияния (балансировка по коэффициентам влияния). Отказ от пробных пусков возможен и при повторной балансировке (подбалансировке) ротора на месте.

При балансировке роторов сложных агрегатов на месте до ее начала рекомендуется проводить предварительную диагностику агрегата для выяснения причины регистрируемого роста вибрации, чтобы исключить наличие возможных дефектов и ограничений, значительно увеличивающих объем работ или снижающих эффективность балансировки.

Для балансировки роторов необходимо иметь следующие технические средства и программное обеспечение:

1. Устройство, обеспечивающее вращение ротора, например, балансировочный станок, собственный или внешний привод балансируемого агрегата.
2. Доступные в процессе балансировки устройства крепления компенсирующих (и пробных) масс на роторе в выделенных плоскостях коррекции,
3. Средство измерения (на частоте вращения ротора) амплитуды и фазы, либо центробежной силы, действующей на каждую опору вращения, либо вибрации вала в плоскости опор вращения, либо вибрации неподвижных частей опор вращения, либо вибрации в других контрольных точках балансируемого агрегата.
4. Программное обеспечение для расчета величин и координат установки компенсирующих масс (программа балансировки).

В процессе балансировки роторов разных агрегатов часто возникают проблемы, не позволяющие произвести балансировку или ограничивающие достигаемый результат. Эти проблемы по свойствам роторов или характерным особенностям проведения операций балансировки можно отнести к нескольким группам:

• отсутствует возможность вывода ротора на оптимальный режим вращения со стабильной частотой,
• ротор не является жестким, его дисбаланс изменяется с частотой вращения даже при абсолютно жестких опорах вращения,
• опоры вращения не являются жесткими, и их жесткость зависит от деформации, а, следовательно, от величины дисбаланса и частоты вращения,
• дисбаланс ротора изменяется при смене режима работы или внешних условий,
• механическая связь роторов посредством муфты не обеспечивает совпадения осей передачи крутящего момента (излом или смещение осей),
• на балансируемый в составе агрегата ротор действуют значительные силы, имеющие отличную от центробежных сил природу и синхронную с вращением ротора частоту,

Балансировать ротор при отсутствии любой из перечисленных проблем можно с использованием простейших технических средств и программ балансировки, которые есть и в свободном доступе в интернете. Как правило, в состав любого виброанализатора, обеспечивающего измерение амплитуды вибрации на частоте вращения ротора и ее фазы относительно сигнала с датчика оборотов при одной метке за оборот, включается простейшая программа балансировки жестких роторов (расчета компенсирующих масс по исходной вибрации и вибрации при пробных пусках).

Комплекс балансировочный многоканальный КБМ-4 (рис.1) позволяет балансировать один или группу роторов, связанных муфтами, не только на станке, но и в реальных условиях на месте эксплуатации. В программное обеспечение комплекса заложена возможность получения оптимального результата при любых из указанных ранее технических проблемах балансировки, включая диагностику действующих ограничений на достигаемый результат.

Лишь одна из физических проблем – балансировка гибких роторов в составе агрегата с количеством плоскостей коррекции больше числа опор вращения из-за неоднозначности оценки параметров компенсирующих масс требует от специалиста по балансировке не учитываемых комплексом КБМ-4 дополнительных эмпирических знаний.

Использование КБМ-4 для балансировки роторов на месте эксплуатации позволяет контролировать вибрацию на всех этапах пуска агрегата и проводить предварительную низкоскоростную балансировку на нестабильных частотах вращения. Такая балансировка позволяет во многих практических случаях при проведении текущих обслуживаний и ремонтов агрегатов отказаться от демонтажа ротора для последующей балансировки на станке.

КМБ-4 включает в себя несколько (или один) многоканальных измерителей, объединенных измерительной сетью, и программу МБД-4 балансировки одного или группы роторов, образующих линию вала (составной валопровод) с возможностью экспертной диагностики причин повышенной вибрации. Программа работает в среде Windows.

Рис.1. Комплекс КБМ-4 состоящий из группы (от 1 до 4) восьмиканальных цифровых измерителей вибрации СИ-1 и компьютера с программой балансировки МБД-4. В комплексе могут использоваться и другие виды измерителей вибрации, передающих цифровой поток в программу балансировки по стандартным USB и Ethernet протоколам.

Измерители вибрации с параллельными измерительными каналами обеспечивают синхронное измерение сигналов с датчиков вибрации и оборотов ротора во всех каналах, число которых не должно быть менее числа опор вращения балансируемого агрегата плюс канал датчика оборотов. Измеряемые сигналы преобразовываются в цифровой вид и формируются в цифровой поток, передаваемый в персональный компьютер для дальнейшего анализа.

предыдущая   1   2   3   4   5   6   7   8   9   10   11  следующая