Простые фишки от практика балансировки роторов на станке DIAMEX 2000
Работая мастером по ремонту в энергетике, приходится производить балансировку механизмов после проведенного ремонта. О статической балансировке дымососа мы писали в одной из своих статей. Статическая балансировка дело не очень сложное, надо лишь подобрать уравновешивающий груз на балансируемый ротор. Но при работе механизмов, особенно на больших оборотах (выше 1000 об /мин.) происходит влияние различных сил как в продольном, так и поперечном направлениях. Чтобы уравновесить эти силы в динамике, существуют специальные балансировочные станки и целые их комплексы. Применяют и методы динамической балансировки в собственных подшипниках на месте установки, но это другая история, хотя принципы те же самые.
Причины вибрации механизма после восстановительного ремонта
После эксплуатации многих механизмов с течением времени происходит неравномерный износ рабочих колес (насосов, вентиляторов). В процессе ремонта их восстанавливают разными способами. Роторы электродвигателей даже с завода бывают отбалансированы на самых верхних пределах допуска, а то и вовсе вне допуска. 
Представьте, что механизм после восстановительного ремонта собран согласно формуляров. Но все параметры зазоров, натягов подшипников и центровка находятся на самом верхнем пределе допуска. Ротор так же имеет верхний допустимый предел небаланса. В итоге включаем насос (или любой другой механизм) после ремонта, а его “трясет” (повышенная вибрация). Начинаем разбираться -параметры в норме. Порой просто разворачиваем полумуфты электродвигателя и механизма на 180(или на другой угол) градусов относительно друг друга и насос успокоился-заработал нормально. А, что произошло-методом “тыка” устранили взаимный небаланс ротора механизма и ротора электродвигателя. Иногда при разборке насосов обнаруживаем вхлам развалившиеся подшипники качения, а насос при этом работал без вибрации. То есть по причине качественной балансировки и центровки, нагрузка на подшипники была минимальная. Вот так специалисты-балансировки становятся магами, прикрепив или убрав небольшой грузик в определенной точке. Точка эта называется сумма векторов небаланса(дисбаланса)
Динамическая балансировка жестких роторов на стационарных станках
Не будем углубляться в науку дисбаланса, а рассмотрим практический пример балансировки консольного ротора диаметром в один метр. Вес такого ротора 150 кг. Балансировку производим на популярном и неплохом станке “DIAMEX 2000” Ротор наш будем считаться жестким, то есть балансировать его можно на малых оборотах, так как влияния частоты вращения на небаланс жесткого ротора не учитываются. Не буду вдаваться в тонкости работы станка, кто читает статью, должен быть в теме.
Установка вентилятора на опоры балансировочного станка.
На станке две роликовых опоры, вал укладываем на эти опоры. Важно, чтобы торцы вала и шейки были в хорошем состоянии, без каких-либо выбоин и эллипсности поверхностей. К торцам вала, с зазором 1-2 мм подводим ограничивающие ролики. В инструкциях сказано, что вал необходимо выставить по уровню. Я для себя сделал вывод, что ротор необходимо выставить, так, чтобы при вращении он не сползал на упорные ролики, а свободно вращался их не касаясь. Как этого добиться?
- Установите вал ротора по уровню и накиньте на него приводной ремень.
- Войдите в режим прогрева в меню станка, изначально на 100 оборотах. Когда ротор начнет вращаться и перемещаться в ту или иную сторону, соответственно опускайте или подымайте регулируемые опоры.
- Когда ротор успокоится в одном положении попробуйте добавить скорость вращения и повторить регулировки. Если ротор устаканился на одном на месте-приступаем к балансировке.
Этапы балансировки ротора на станке.
Как и сказано в инструкциях, первым делом устраняем статический небаланс. Когда колесо вентилятора останавливается в одном месте. (как это делать читайте здесь)
Затем определяем “выбег “ ротора по программе станка. На балансировочных станках возможно добиться нормальных результатов балансировки и на низких оборотах (250-350 об/мин) но результат будет точнее если балансировка проводится на оборотах близких к рабочим (хотя бы 600 об/мин при рабочих 3000) Конечно, немного страшновато, когда массивный ротор раскручивается в свободных роликовых опорах до 1000-1500 оборотов. По неопытности можем и потерять его (слетит с опор)
Так вот, обороты выбега выбираем в зависимости от того, как ведет себя ротор на разных оборотах. На нашей диаграмме (на мониторе) видно, что на 578 оборотах в минуту-наименьшая вибрация на левой и правой опоре. Исходя из этого выбираем номинальную частоту балансировки 575 об/мин. То есть на этих оборотах ротора наименьшее влияние различных факторов. (состояния шеек, опор, и даже влажности воздуха)
В настройках прибора указываете каким способом будете убирать небаланс (снятием или прибавлением груза) по разным плоскостям. Плоскость может быть одна или две. Это зависит от длины ротора. К примеру, наш вентилятор можно было балансировать по одной плоскости. Но мы балансируем его совместно с полумуфтой на конце вала. Полумуфта имеет большое влияние на точность балансировки, потому выбираем две.
Первый пробный пуск определяет величину вибрации на опорах и выдает результат дисбаланса ротора. Если ротор в норме, можно прекратить балансировку. Когда ротор в норме, опытный оператор станка может определить и на ощупь по вибрациям опор. Я, на практике стремлюсь добиться минимальной вибрации по опорам, не обращая внимание на то, что дисплей выдает” РОТОР В НОРМЕ”. Потому, что как ремонтник, несу ответственность за качество ремонта всего механизма.
Какой пробный груз вешается на балансируемый ротор
После установки начальной вибрации необходимо повесить пробный груз. В инструкции по станку не говориться от чего зависит величина груза. Но чем больше вес пробного груза, тем более точны будут определены компьютером станка точки уравновешивания ротора. Проблема лишь в том, что любой лишний вес может создать опасную вибрацию для незакрепленного ротора. Если понимаем, что можно прилепить 200 грамм, и ротор не улетит с опор, то вешаем 200 грамм. А если после 10 грамм ротор начнет подпрыгивать на одной из опор, то конечно необходимо уменьшить вес груза. Эти моменты отрабатываются опытом.
Как крепить пробный или корректирующий груз к ротору
Кладём на весы пробный груз и как-то крепим, а как? Многие пользуются пластилином. Но при большой угловой скорости пластилин отлетает вместе с грузом. У нас в цехе вся стенка перед станком в следах от него. Вообще грузик может и в лоб прилететь при неосторожности. На роторах асинхронных электродвигателей удобно крепить на болт, добавляя к нему шайбы определенного веса. Хорошая идея иметь калиброванные магнитные груза для фиксации на стальных деталях. Кто-то пользуется бандажной лентой, но это не всегда удобно на рабочих колесах насосов. Я лично нашел:) а может и не только я:) способ крепления балансировочных грузов с помощью простого скотча. Показал станок точку крепления корректирующего груза-подбираю грузик, ставлю на колесо и обматываю колесо с грузом в несколько слоев скотчем. Этот дешевый материал никогда еще не подводил и никакого дополнительного влияния на ротор не оказывал.
Стоит ли продолжать балансировку при достижении нормы уравновешенности ротора?
На основании ГОСТа ИСО 1940-1-2007. Вибрация. Требования к качеству балансировки жестких роторов. Часть 1. Определение допустимого дисбаланса, мы должны выдать вентилятор с остаточным дисбалансом не более 10 г. Мм/кг. Допустим, я добился таких показателей и могу со спокойной душой отдать ротор в работу предоставив отчет. Но я вижу вибрацию на опорах 25-40 мкм. По норме вентилятор в сборе не должен выдавать после ремонта более 30 мкм. Конечно, он в свободных опорах, но…Я же знаю, что есть возможность уйти по вибрации за 10 мкм. Это займет естественно больше времени, но обеспечит нашей фирме бонус качественного ремонта.
Потому и продолжаю совершать дополнительные пуски и вешать или снимать болгаркой рекомендованные массы. Как и писал выше, прекращаю балансировку при вибрации ниже 10 мкм и дисбаланс довожу до 0,2-2 грамм. Такой ротор 100% будет работать ровно. Вибрацию, из-за влияния различных факторов (некачественные шейки вала, прогиба ротора и т.п.) не всегда удается снизить, это понимаешь, когда груз в пару грамм смещает точку установки грузов на большую величину, то есть дисбаланс сведен практически к нулю.
Любимый аттракцион после качественной балансировки раскрутить незакрепленную болванку в тонну весом на 1500 оборотов и показать заказчику как “шуршит” ротор.
Успехов вам в вашей работе коллеги.
