החומרים והטכניקות הטובים ביותר עבור איצ'יבינג איזון במכונות כבדות

מבוא

השגת איזון נכון בחלקים של מכונות כבדות היא דרישה בלתי ניתנת להשגה לבטיחות, יעילות וציוד ארוך. רכיבים מאוזנים לייצר רטט מופרז, להאיץ את הנושא ואת הבלימה, להגדיל את צריכת האנרגיה, ויכול להוביל לכשלים קטסטרופליים שמסכןים את אנשי הצוות והייצור.מהנדסים ואנשי תחזוקה חייבים לבחור בקפידה את שני החומרים והטכניקות כדי לעמוד בדרישות ביצועים מחמירות על פני תעשיות כגון כרייה, בנייה, אנרגיה, ייצור, ייצור, ופעולות מדעיות מתקדמות, ושמירה על מנת למנוע משאבים, וכן הלאה, כדי למנוע חומרים כבדים, כדי למנוע מקווי עזר, וטכניקות ממושכים, כדי לשרירים כבדים, למנוע כביסה, למנוע מקווי ניקוי, וטכניקות ממושכים, כדי לשרירים, כדי לשרירים, למנוע ממושכים יותר ויותר, למנוע ממושכים, לשרירים כבדים, לשרירים, לשרירים, כדי לשרירים, למנוע מקווי טורבולטבות, וטכניקות ניקוי, ולייעלות, כדי לעמוד בדרישות מורכבות, למנוע ממושכים, לשרירים, לשרירים מהירים וטכניקות מורכבות, למנוע מקווי עזר, לשרירים, למנוע ממושכים, למניעים, לשרירים, למנוע ממושכים, לשרירים – ממושכים, לשרירים מהירים וטכניקות ממושכים, לשרירים, למניעים, לשרירים – ממושכים

מדוע איזון משנה במכונות כבדות

איזון הוא המקור הנפוץ ביותר של רטט בציוד רוטט.כאשר חלוקת ההמונים של חלק רוטט אינה אחידה סביב צירו, כוחות צנטריפוגאל יוצרים רטט שעולה עם ריבוע של מהירות הסיבוב.עבור סיבוב crankshaft ב 3,600 RPM, אפילו מסה קטנה יכול לייצר כוחות מעל כמה מאות פאונד.

להפחית את צריכת העייפות ולהקטין את חיי השירות ב-30-50%.
מזרזים רופפים וגורמים לסדקים מבניים בהרים ובקרנות.
להגביר את רמות הרעש, להתפשר על בטיחות מפעיל ונוחות.
אנרגיה פסולת, בדרך כלל להעלות צריכת חשמל ב 5-15%.
להוביל לכישלון פיר מוקדם, דליפות חותם, ו שפשף רוטור-to-stator.

בציוד ביקורתי בטיחותי כמו שלייאיסטים, אוהדי הזעם, ו-Freting winches, כשל הקשור לחוסר איזון יכול לגרום להפסדי ייצור מורחבים ועונשי רגולציה. ISO 1940–1: 2003 מגדיר את רמות האיכות של איזון (G-0.4 ל-G-G-4000) המציינת חוסר איזון של יחידות רוטטור, נותן למהנדסים יעד ברור המבוסס על סוג ומהירות הפעלה.

הבנה של איזון: סיבות ומדד

סוגים של איזון

לפני בחירת חומרים או טכניקות, חיוני לאבחן את סוג חוסר האיזון הנוכחי:

(FLT:0) חוסר איזון סטטי (Static חוסר איזון) 1 (הציר ההמוני העיקרי הוא מקביל לקו הפיר אך מהפך ממנו. חלק עם חוסר איזון סטטי יתגלגל עד לנקודה הכבדה נמצאת בתחתית כאשר ממוקם על נושאים ללא חיכוך. Common in הצרים (דיסקים, אוהדים, משיכה).
(FLT:0) חוסר איזון חסר איזון מוחלט (FLT:1) - שני המוניים שווים ללא איזון קיימים 180 מעלות בנפרד במטוסים שונים.הרקטור מאוזן באופן סטטי, אך מייצרת רגע דינמי כאשר מסתובבים.
(FLT:0) חוסר איזון אי-שוויון בין חוסר איזון סטטי לזוג.הציר העיקרי אינו מקרי ולא מקביל לציר.רוב חוסר איזון בעולם האמיתי נופל לקטגוריה זו ודורש איזון דינמי בין שני כוכבי הלכת.

מדדים וציוד

איזון מודרני מבוסס על ניתוח רטט באמצעות מאידרמונים, לייזר tachometers, מעבדי אותות דיגיטליים.

(ב) ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇
(ב) ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇
(ב) [15] ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇

עבור מכונות כבדות, ציוני איזון נפוצים הם G-6.3 (מכונה כללית, משאבות, אוהדים) ו- G-2.5 (טורבינות גז, דחוסים, כלי מכונה) הפעלת יישומים כגון ספינדלס או תיבת הילוכים מהירה במהירות גבוהה עשויים לדרוש G-1.0 או G-0.4. מכשירים איזון נייד לאפשר תיקון ללא הסרת הרקב, צמצום מהיר של זמן.

חומרים מרכזיים עבור Balancing Heavy Machinery Parts

הבחירה של חומר איזון תלויה בצפיפות, כוח, התנגדות קורוזיה, עלות, ואת שיטת ההחזקה (מגבת, הברוטיגה או אג"ח דבק). להלן הם החומרים הנפוצים ביותר, עם הדרכה לבחירה.

פלדה וקטטה ברזל

פלדה (פחמן וסגסוגת ציונים) הוא חומר ברירת המחדל עבור משקולות ומדליקת איזון בשל צפיפות גבוהה שלה (7.8 g / ס"מ3), זמינות, ו Weldability. זה יכול להיות מוקרן עד ממדים מדויקים והוא תואם לסביבות עתירי גבוה.טי ברזל ( ⁇ או ductile) מציעה אפילו יותר לחטט בגלל מבנה הגרף הפליקטיבי שלה; זה משמש לעתים קרובות מנוע זבובים ולוע כמו חתיכות ברזל.

אלומיניום ושקפות קלים

כאשר חלק צריך להיות מאוזן על ידי הוספת משקל על ההרכבה רוטטת שבו אינרציה חייב להיות ממזער (למשל, מזחלים מעריצים, גלגלי רכב), אלומיניום הוא המועדף על עם צפיפות של 2.7 גרם / ס"מ3, זה שלוש פעמים בהיר יותר מאשר פלדה, ומאפשר כרכים פיזיים גדולים יותר עבור גמול דק ללא גבולות המוניים.

חומרים מובילים ורגישות גבוהה

צפיפות גבוהה של מוביל (11.3 גרם / ס"מ3) וקניון להפוך אותו אידיאלי עבור הוספת ההמונים קטנים, מרוכזים בחללים הדוקים - כגון איזון חורים ב crankshaft או נספח משקולות לממכרים מבחינה היסטורית, איזון מבוסס מוביל היה נפוץ ביישומים תעשייתיים, אבל בריאות ותקנות סביבתיות (למשל, RoHS, CH) עכשיו להגביל את השימוש שלהם בשווקים רבים: חלופות כוללות:

(FLT:0) סגסוגת סגסוגת סגסוגת טראנסטה:1אנדר (17–19 g / ס"מ3) - צפופה יותר מאשר מוביל, לא רעיל, גדול קורוזיה בשימוש על מאזן גבוה של משקל עבור אווירוקל וציוד רפואי יקר, אבל יעיל שבו שטח מוגבל.
(FLT:0Bras or ברונזהFLT:1 (8.4-8.7 גרם / ס"מ3) - עמידת מוקירה, לעתים קרובות בשימוש כמו תקעים של שסתום או משאבות הידראוליות.
(בריום או מקבץ חמצני ברזל) FLT:1 - משקל נגד קקטוס עבור רוטטורים גדולים ומהירים כמו מכונת משעמם מנהרה.

חומרים מתקדמים: Composites ו Polymers

במכונות מיוחדות, פתרונות איזון לא-מטאלי מציעים יתרונות כמו אינרציה כימית, משקל נמוך, או היכולת להיות מעוצב לתוך צורות מורכבות. פולימרים עתירי גבוה (למשל, PTed FE טעון עם אבקת tungsten) לספק טבעות איזון לבישים עבור משאבות טיפול מזחלות אגרסיביות.

טכניקות לאיזון

⁇ Balancing

איזון סטטי מבוצע על רוטטור נייח מנוחה על הקצוות ללא חיכוך או רולרים.הצד הכבד מסתובב למטה תחת כוח הכבידה; החומר הוסר (למשל, קידוח חור) או הוסיף (באמצעות הרמת משקל) בצד השני השני השני השני. שיטה זו מתאימה רק עבור רוטורים צרים שבו חוסר איזון זוגי הוא רשלני (יחסי-אלודיה) פחות מאשר משככי-אונים קטנים, אך אינם יכולים פשוט להזיזומים).

דינמי Balancing - Single-Plane ו- 2-Plane

איזון דינמי מתקן חוסר איזון בעוד הרוטב מסתובב, בדרך כלל במהירות התפעולית.עבור רוב המכונות הכבדות, איזון בין שני כוכבי לכת (או רב-כוכבי) נדרש:

(FLT:0) איזון דינמי של מטוס 1FLT: (השתמש ב-Roundors אשר אורךו פחות מ-30% של קוטר (למשל, דיסק דק).
(FLT:0 Two-plane דינמילאזן בין 1 ל-1) - תקן עבור רוטורים עם אורך יותר מאשר קוטר (מבוגרי מנוע, משאבה, ממריצים, מעריצים גדולים (בדרך כלל בדיקות האצה) להרים רטט בשתי מוליכים תומך, ואת מכונת האיזון מחשב את ההמונים ואת זוויות התיקון הדרושים עבור שני מטוסים נפרדים (בדרך כלל אחת של תוכנות רוטטור).

מכונות Balancing נעות מ ערכות ניידות קטנות (עד 10,000 lbs קיבולת) לדגמים גדולים של הרצפה על חלקים במשקל 100 טון או יותר.עבור איזון החלפת, הרוטור נשאר בתוך נושאת משלו, ואמצעי מכשירים ניידים בעוד המכונה פועל.תיקון נעשה על ידי הוספת או הסרת חומר על מטוסים קיימים תיקון (למשל, להבים מעריצים או איזון טבעות).

המונחים: tolerancing

צמצום חוסר איזון ראשוני באמצעות ייצור דיוק מוריד את כמות התיקון הדרושה ומחסוך זמן.

בלנקוב עשבים וחורי מרכז בתוך 0.001-0.002 מ"מ לרוץ.
שימוש במאזן דינמי במהלך מאצ'ינג: כמה מהלתות CNC מודרניות משלבות מדידת איזון חיה כדי להתאים את נתיבי הכלים בזמן אמת.
החלת האסיפה הסלקטיבית: התאמת רכיבים כבדים ואור (למשל, ברים רוטורים בשחון קראן) כדי להגיע לאיזון קרוב לפני ההסתגלות הסופית.
שיפור איכות גיל: סימטרית של נחירות וטיפול בחום כדי למזער עיוותים ולחצים שאריות.

שימוש בדלפקות נגד ותוספת פתרונות

כאשר הסרת חומרים היא לא מעשית (למשל, חלקים מאופקים דקים או זיוף יקר), משקולות נגד הם מבריכים או מחוסנים.

(ב) ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇
(ב) ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇
(ב) ,0) משקלים מורכבים ללא תשלום (FLT:1) - בלוקים מעוצבים על להבים או ללחוץ על חריצים רוטורים.
(ב) ,0) שרוולים אקסצנטריים (FLT:1) - השתמשו בפירים כדי להתחיל מסה עבור כוונון עדין ללא קידוח.

כאשר מוסיפים משקולות נגד, מהנדסים חייבים לוודא כי שום חלק לא עולה על הגבלת העייפות שלה. ISO 11462-1 ו- API 617 מספקים הנחיות לתכנון נגד משקל על דחיסות צנטריפוגות טורבינות.

טכניקות מתקדמות - לייזר Balancing and In-Situ Methods

איזון לייזר משתמש בלייזר ממוקד כדי להסיר חומר מן חלק רוטט בעוד שהוא מסתובב, לשרוף כמות מחושבת בדיוק מן הנקודה הכבדה.תהליך זה מהיר, מדויק מאוד, ולא מייצר כוחות מגע.זה נפוץ על מרכיבים בעלי ערך גבוה כמו להבים טורבינות גז וזריקת דלק רכב רוטטורים שבו קידוח או שחיקה יחלשו את החלק.

איזון נבחר הפך אבן הפינה של תוכניות תחזוקה מודרניות (ראה FLT:0) In-Situ Balancing של רוטינג ציוד FLT:1) על ידי שימוש מנתחי רטט ניידים כמו SKFlog או Fluke 810, צוותים יכולים לתקן חוסר איזון מבלי להסיר את הרקב מהמכונה.

אימות בסיס של רטט amplitude ושלב במהירות התפעולית.
הוספת משקל ניסוי (של מסה וזווית ידועה) למטוס תיקון.
Re-measuring רטט כדי לחשב את האפקט יעיל.
התקנת משקל התיקון הקבוע במיקום ובזווית המקוטחת.

טכניקה זו היא בעלת ערך מיוחד עבור מכונות גדולות, קשות למול, כמו מעריצים מושרה-דרופט, דחוסים גדולים (ראו FLT:0balancing גדול רוטורסFLT:1) ותתאופים שלי.

מינוף תקני איכות ובקרת איכות

אחריות לסטנדרטים מוכרים מבטיחה עקביות וחילופים של חלקים מאוזנים. ISO 1940-1 (רטט מכני - דרישות איכות איזון עבור רוטורים במצב קבוע (קשיד) הוא הנפוץ ביותר.

(FLT:0) איכות ציון (FLT:1 טווח מ G-0.4 (ultra-precision ספינdles) ל G-4000 (crankshafts of Marine Engines) עבור ציוד כבד טיפוסי: G-6.3 (pumps, אוהדים, דחוסים) ו- G-2.5 (גילים, מכונות ספינים).
(ב) יש לאמת את ה- 0 (המכונה עצמה אינה מאוזנת) על מכונת איזון מצופה.המכונה עצמה נבדקת עם רוטטורים של בדיקות מעקב עבור ISO 2953.
(ב) ,0) מרבי-מטוס איזון בין 1 ל-1, סטנדרטים עבור רוטינים גמישים ניתנים בתקן ISO 11342.
API 617 ו-612 מציינים דרישות איזון עבור דחיסות צנטריפוגות טורבינות קיטור, בדרך כלל מחמיר יותר מ-ISO.

עבור תחזוקה שדה, קריטריונים קבלה לעתים קרובות לעקוב אחר ISO 10816-3 (גבולות הוויברציה של מכונות תעשייתיות) מהירות רטט של 4.5 מ"מ / s עשוי להיות מקובל עבור אוהד 150-kW, בעוד דחיסת 1000-kW דורשת מתחת 2.8 מ"מ / . עבור פרטים נוספים על יישום רמות איכות, ראה FLT:0;0) ISO- 1 .

אסטרטגיות תחזוקה לטווח ארוך

אין עבודה איזון קבועה; רכיבים לובשים, משמרות או לאסוף פסולת לאורך זמן.גישה תחזוקה מובנה מונעת סחף וכישלון קטסטרופלי:

(FLT:0)Baseline MeasureFLT:1 - רישום ומאזן נתונים לאחר ההתקנה או איזון מחדש. השתמש זה כטיפול בניתוח מגמה.
(FLT:0) ניטור מעקב אחר קונסול 1 (להלן: ), ליישם ניתוח רטט תקופתי (למשל, חודשי או רבעי) עם מטרים ניידים או מערכות מקוונות.חפש עלייה ב 1× RPM רטט, המהווה את הסימן העיקרי של חוסר איזון.
(FLT:0) במהלך overhaulciosFLT:1 - מאוזן מחדש רוטורים כי כבר disa להרכיב אם סימני איזון הם אבודים או חלקים חדשים מותקנים.
(FLT:0) תיקון מוקדם יותר (PreventiveתיקוןFLT:1) - להחליף נושאים עכורים, הידוק משקולות נגד רופפת, והריסות נקיות מרוטטורים לפני שהוא גורם לחוסר איזון.
(FLT:0)DocumentationFLT:1 - לשמור על יומן של תיקונים, תאריך, מיקום, מסה הוסיף / נמחק, ואת רמות רטט חי.

למסגרת מעשית, התייחס לתחזוקה מוקדמת של Balancing RotorsFIRLT 1 להדרכה של שלב אחר צעד על תזמון ותיעוד בדיקות איזון.

מסקנה

איזון חלקי מכונות כבד דורש גישה טכנית, משולבת כי מכסה את הבחירה החומרית, מדידה אבחון וטכניקת התיקון. Steel ו-Silce ברזל לספק כוח ולחות עבור רוב המשקלים נגד; אלומיניום ו tungsten מאפשרים כוונון עדין שבו החלל או המסה מוגבל; ממשיך להיות בשלב לטובת חלופות נוחות יותר.