Дисбаланс – это такое состояние ротора, при котором его центр масс отличается от оси вращения. Это явление неизбежно сопровождается возникновением шума, вибраций, что в конечном итоге приводит к износу и выходу из строя подшипников. Если речь идет про ротор, который установлен в турбокомпрессоре автомобиля, в нем снижается мощность, увеличивается расход топлива, могут возникнуть неисправности других компонентов двигателя. В случае с роторами промышленных швейных машинок или другого оборудования, дисбаланс становится причиной остановки всего технологического процесса.
Решением проблемы дисбаланса выступает устранение неуравновешенных масс с помощью специального балансировочного оборудования. Однако из-за технических ограничений процесс балансировки не может быть выполнен на 100%. Поэтому существует понятие допустимого дисбаланса.
Причины неуравновешенности масс ротора
Прежде чем рассмотреть понятие допустимого дисбаланса, разберемся для начала с причинами возникновения неуравновешенности масс ротора.
• Изначальная несимметричность конструкции. Вал или сам ротор может иметь заводской брак, при котором масса неравномерно распределяется по всей его длине или площади.
• Выработка ресурса. В процессе работы на сверхвысоких оборотах лопасти или места контакта вала с подшипниками могут подвергаться сильному износу. В результате из-за утончения металла система выходит из равновесия масс.
• Ошибки во время ремонта. Разборка и повторная сборка корпуса ротора часто приводит к смещению той или иной части детали, соответственно, нарушается баланс.
• Неравномерный нагрев. В местах износа турбины возникает трение, которое провоцирует избыточный нагрев того или иного компонента ротора, его расширение и смещение масс.
Стоит отметить, что дисбаланс бывает статическим, когда центр масс ротора лежит вне оси вращения; моментным, когда центр масс лежит вдоль оси вращения; динамическим, когда сочетается оба типа неуравновешенностей.
Устранение дисбаланса
Для устранения дисбаланса ротора используются стенды, которые с помощью специальных сенсоров и датчиков позволяют определить величину и направление неуравновешенной массы относительно анализируемой плоскости. Для этого ротор или ротор в сборе с картриджем разгоняется до рабочей скорости либо до таких ее значений, при которых проявляется неуравновешенность масс.
Далее начинается электронная обработка полученных сигналов, вычисляются параметры дисбаланса: его величина и положение (угол относительно начальной метки). После этого оператор срезает часть материала, в соответствии со значением, выданным компьютером.
Процедура повторяется, пока показатель дисбаланса не войдет в допустимые рамки.
Допустимый дисбаланс
От того, насколько качественно будет выполнена балансировка роторов, зависит работа не только автомобилей с турбокомпрессором, но и промышленного оборудования. Поэтому для стандартизации и получения лучшего результата были разработаны соответствующие государственные стандарты, которые регламентируют значения допуска дисбаланса для различных типов роторов.
В России и других странах СНГ к таким документам относятся следующие ГОСТы:
• ГОСТ Р 52081-2003. Устанавливает требования к точности балансировочных станков, используемых для уравновешивания роторов.
• ГОСТ Р 52082-2003. Определяет методы определения точности балансировочных станков.
• ГОСТ Р 52083-2003. Устанавливает методы балансировки роторов на балансировочных станках.
• ГОСТ ИСО 1940-1-2007. Здесь прописаны конкретные требования к качеству балансировки жестких роторов.
В странах Европейского Союза действует стандарт EN 1033. В документе есть требования к точности балансировки и методам проведения процедуры, оборудованию и критериям проверки результатов.
В США разработан стандарт ANSI/ASME B79.1. По своему содержанию он аналогичен европейскому, но имеются и отличия. Американский стандарт предъявляет более высокие требования к точности балансировки, допускает использование более широкого спектра методов и оборудования для устранения дисбаланса.
Важно отметить, что значение допустимого дисбаланса зависит от многих факторов. Например, типа и размера ротора, скорости его вращения, условий эксплуатации. Поэтому, чтобы не ошибиться, нужно использовать только профессиональные станки для определения и устранения дисбалансов
