Bilanciamento: come si misura?
- Il pezzo bilanciato viene posizionato con una maniglia sul mandrino di bilanciamento, che viene messo in movimento.
- I sensori di forza misurano le forze centrifughe dovute allo sbilanciamento della massa attorno all'asse di rotazione effettivo.
- Le forze centrifughe sono misurate in due piani diversi intorno ai punti di appoggio del fuso di bilanciamento. Determiniamo la dimensione dei segnali e il loro spostamento di fase rispetto al mandrino.
- I segnali di forza vengono utilizzati per calcolare i risultati delle misure di squilibrio rispetto ai piani di bilanciamento. Gli squilibri calcolati cambiano se cambia la posizione dei piani di bilanciamento.
- La compensazione dello squilibrio (valore reale del peso di correzione) viene calcolata in base ai valori di squilibrio calcolati.
Tolleranza di equilibrio
La tolleranza di bilanciamento è un valore di squilibrio residuo ammissibile, che può apparire sul rotore al termine del processo di correzione dello squilibrio. Questo valore, spesso espresso in grammi [gmm] (o unità di misura correlate), viene scelto dal progettista del rotore o con l'aiuto dei gradi di qualità di bilanciamento G della norma ISO 21940. Si presume che il rotore bilanciato entro la tolleranza di bilanciamento funzionerà correttamente in condizioni nominali. Il valore dello squilibrio residuo ammissibile è influenzato da: peso del rotore, velocità di rotazione massima di servizio e tipo di macchina in cui il rotore opera.
Bilanciamento e velocità di rotazione
La velocità di rotazione del bilanciamento dipende dal tipo di rotore. Per i rotori rigidi, la quantità di squilibrio non cambia in modo significativo per tutte le velocità di rotazione, fino alla massima velocità di servizio. Questi rotori vengono bilanciati utilizzando una sola velocità di rotazione, spesso inferiore a quella nominale. D'altra parte, lo squilibrio dei rotori elastici cambia al variare della velocità di rotazione a causa delle deformazioni emergenti del rotore (deflessioni). Questi rotori devono essere bilanciati a diverse velocità di rotazione, il più delle volte durante l'aumento della velocità di servizio.
Bilanciamento dei propri cuscinetti
Il bilanciamento nei cuscinetti della macchina viene eseguito utilizzando apparecchiature di misurazione portatili, con una serie di sensori di vibrazione e velocità di rotazione e un modulo di misurazione. Uno dei vantaggi di tale soluzione è la possibilità di bilanciare il rotore nelle sue condizioni operative nominali, supporto e velocità di rotazione. A volte, per motivi tecnologici, alcuni rotori non possono essere bilanciati su un bilanciere stazionario in pieno assemblaggio. Il bilanciamento dei cuscinetti della macchina lo consente e consente di risparmiare tempo (ad esempio il rotore di carico/scarico dal bilanciere) mantenendo risultati finali soddisfacenti. Un'ulteriore funzionalità delle apparecchiature portatili è la misurazione e il controllo del livello di vibrazione di intere macchine.
Che cos'è il risarcimento?
Quando sulla macchina di bilanciamento non ruota solo il rotore, ma anche le parti tecnologiche della macchina, come il mandrino, è necessaria una procedura di compensazione. Gli elementi che ruotano insieme al rotore equilibrato fanno sì che il risultato della misurazione contenga non solo lo squilibrio del rotore, ma anche quello di altre parti rotanti. Per eliminare la loro influenza e l'errore di scostamento, viene eseguita la cosiddetta procedura di compensazione. L'algoritmo calcola i segnali di squilibrio del rotore nelle sue diverse posizioni angolari rispetto alla posizione fissa del mandrino/mandrino ed effettua la correzione in modo che l'equilibratore indichi solo lo squilibrio del rotore, eliminando i segnali provenienti da altre parti. Questa procedura viene utilizzata nelle macchine con asse di rotazione verticale, negli equilibratori con trasmissione cardanica e nel caso di utilizzo di alberi tecnologici.
Bilanciamento di rotori su un bilanciatore fisso
L'equilibratura su un bilanciatore stazionario consente di bilanciare i singoli elementi separatamente, riducendo lo squilibrio iniziale del rotore assemblato. La possibilità di selezionare la velocità di rotazione e il tipo di azionamento consente di ottenere condizioni operative adeguate. L'unità di misura appositamente progettata dell'equilibratrice, calibrata sul tipo specifico di pezzo, garantisce una maggiore precisione rispetto all'equilibratrice portatile. L'utilizzo di un'equilibratrice fissa rende possibile l'impiego di una stazione di correzione automatica. Questa viene realizzata mediante l'installazione di unità di foratura, fresatura, saldatura ecc. Inoltre, è possibile utilizzare supporti o trasportatori automatici. Di conseguenza, è possibile bilanciare grandi serie di rotori in tempi ridotti.
Bilanciamento della mobilità elettrica
Gli azionamenti elettrici sono in costante sviluppo e rappresentano un elemento importante in molti settori dell'industria. Le crescenti esigenze dei consumatori e lo sviluppo della tecnologia comportano un aumento dei requisiti delle loro proprietà e del loro bilanciamento. Per questo motivo, i produttori di macchine di bilanciamento, tra cui CIMAT Ltd., hanno introdotto un'ampia gamma di bilanciatori specializzati nella misurazione dello squilibrio e nella correzione automatica di tali componenti. A seconda del tipo di pezzo, si tratta di bilanciatori con assi di rotazione orizzontali e verticali. Anche il tipo di azionamento utilizzato per accelerare il rotore è specializzato, dalle trasmissioni a cinghia non standard agli azionamenti elettrici dedicati per i motori elettrici assemblati. Per far fronte agli elevati requisiti di squilibrio residuo ammissibile sono disponibili sistemi di misura precisi e altamente sensibili, con software ed elettronica adeguatamente predisposti.
Cosa si intende per squilibrio statico e dinamico?
In caso di squilibrio statico, l'asse centrale principale di inerzia è spostato parallelamente all'asse di rotazione (squilibrio di coppia uguale a zero). Ciò significa che un rotore staticamente sbilanciato, posto su due supporti di misura, oscillerà fino a quando il suo "punto pesante" sarà diretto, secondo la forza di gravità, verso il basso. Tale rotore può essere bilanciato su un solo piano. Lo squilibrio dinamico è un caso generale di squilibrio in cui l'asse centrale d'inerzia è ritorto contro l'asse di rotazione (combinazione di squilibrio statico e di coppia). Per ridurre lo squilibrio dinamico è necessario aggiungere o rimuovere peso su almeno due piani di correzione.
Come controllare rapidamente la ripetibilità della bilancia?
- Bilanciare il rotore a circa metà della tolleranza di bilanciamento.
- Misurare lo squilibrio 10 volte una alla volta, dopo ogni misurazione arrestare il rotore.
- La differenza tra il valore più piccolo e quello più grande misurato su un piano deve rientrare nel 20% della tolleranza di bilanciamento.