В ДИАГНОСТИКЕ - www.vdiagnostike.ru

Вячеслав, mechanist, я бы порекомендовал Вам обратить Ваше внимание на ГОСТ 1940-1-2007, там в разделе 4.5 как раз и находится предмет Вашего диспута.

Николай 2, в указанном разделе 4.5, если читать вдумчиво, больше вопросов, чем ответов.


При полной динамической балансировке консольных вентиляторов вибрации можно уменьшить до мизерных величин, и тогда просто нет необходимости искать причины, которые, видимо, могли повлиять на вибрационное состояние.

Вячеслав, высокая осевая вибрация в 90% случаев как раз предмет балансировки, а не диагностики.

Я почему и не ссылался на этот ГОСТ, там общие понятия, без конкретики.
В этом плане лучше пользоваться нормативной и методической литературой 60-80 годов.

Вот выписка из одной такой методички:
"Условие допустимости одной статической балансировки. Для роторов дискообразной формы, масса которых размещена приблизительно в одной плоскости, достаточной является статическая балансировка, состоящая в приведении центра масс ротора на ось вращения с помощью корректирующей массы, устанавливаемой в одной плоскости коррекции. Обычно это допустимо для роторов, у которых отношение длины L к диаметру D равно или меньше 0,2-0,25"

Т.е. при отношении диаметра колеса к ширине равном или больше 5 достаточна балансировка установкой груза в одну плоскость. У ВД-12,5 отношение диаметра к ширине по верху колеса, на вскидку - 6-7.
Также вклад момента впрямую зависит от оборотов.
В литературе по балансировке можно найти график по определению границ динамической и статической балансировок в зависимости от отношения ширины/диаметра и рабочих оборотов.

К чему я свожу. Вешать на колесо груза на порядок! больше, идти на риск возможной деформации покрывающего диска, резать в улитке лишние дыры для доступа к покрывающему диску, ради возможного снижения вибрации на 2-3мкм! Оно мне надо?

Теперь поговорим ещё раз об осевой. Ни статический, ни моментный дисбаланс не имеют прямого отношения к осевой вибрации. Центробежные силы от дисбалансов действуют только в радиальном направлении стремясь изогнуть ротор, статический по первой форме колебаний, моментный по второй и соответственно нагружая подшипники в радиальном направлении - синфазно по статике и противофазно по моменту. При достаточной жёсткости ротора, фундамента или рамы и малой податливости подшипниковых узлов в осевом направлении, осевая вибрация может вообще не проявляться при увеличении радиальной. Т.е. осевая вибрация зависит от дисбаланса опосредованно через прогиб вала, податливость в осевом направлении подшипниковых узлов и рам и т.п..
Исходя из выше сказанного, использовать осевую вибрацию в балансировочных расчётах, в описанном случае, не совсем корректно, а в большинстве случаях вообще противопоказано.

Но есть куча дефектов провоцирующих высокую осевую вибрацию никак не связанных с дисбалансом и при наличии хотя бы одного из таких дефектов можно весь ротор увешать грузами во всех направлениях не добившись в конечном счёте приемлемого результата.

В моей практике высокая осевая вибрация при допустимой радиальной встречается довольно часто, в том числе и на консольных вентиляторах, и что мне теперь вместо ремонта муфты, центровки или регулировки подшипников обвешивать весь ротор грузами, как новогоднюю ёлку, предварительно изрезав газорезкой всю улитку для доступа к колесу со всех сторон!

Хуже того есть куча дефектов не связанных с дисбалансом вызывающих высокую вибрацию на оборотной частоте.


Как сказал один из корифеев вибродиагностики - К сожалению, необходимость балансировки определяется в ходе самой балансировки.
Другой корифей выдал следующее - Балансировать можно научить и обезьяну, а вот вибродиагностика это наука.
Т.е. приступая к балансировке мы должны быть готовы к тому, что данному механизму балансировка в принципе не требуется и надо искать настоящую причину высокой вибрации.

Повторюсь, полная динамическая балансировка консольных вентиляторов - задача интересная.Добавлю - и полезная.
Привел два примера.
Из сотен балансировок консольных вентиляторов(дымососов) выбрал именно эти два случая по нескольким причинам:

У этих машин нет муфт, не нужна центровка.Как следствие эти причины повышенной вибрации отпадают.

У этих машин новые подшипники.У вентиляторов с "макаронки" подшипники заменены перед балансировкой по нашей рекомендации.Во втором случае вообще новый вентилятор.

У вентиляторов с "макаронки" отношение ширины колеса к диаметру 0,067.По общеизвестным рекомендациям можно обойтись статической балансировкой.До нашего вмешательства такая балансировка и была сделана.А подшипники "летели", слесарь каждодневно их менял.Грустно и смешно одновременно.

Во втором случае специально привел замеры с.к.з. виброскорости.При статической(одноплоскостной) балансировке не получится ее снизить, потому как подшипники честно реагируют на приложенную динамическую нагрузку.


Ну и вопрос Вячеславу.Если осевая вибрация не зависит от дебаланса, тот в процессе моей балансировки происходит компенсация неведомой силы, да еще грузами заоблачной величины.По Вашей идее должна разбалансироваться вертикаль и так любимая горизонталь.Но на практике почему-то снижается вибрация как по вертикали, так и по горизонтали, как на оборотке, так и с.к.з..Это что "чудо", или ...?

Я не могу понять твою логику. У меня такое ощущение, что ты просто прикалываешься.

Т.е. на каждое направление нужен свой груз? Вы установили на колесо два груза, а направлений три - вертикальное, поперечное и осевое. Получается в каком-то направлении неотбалансировали. Непорядок, надо ещё один груз установить!


Ты нарисуй схему реакции опор от нагружения ротора главным вектором и моментом и скажи откуда там может взяться сила в осевом направлении, якобы вызывающая осевую вибрацию.

Я изначально свожу разговор к тому, что:
1. На оборудовании данного типа нет необходимости проводить моментную балансировку рабочего колеса из за ничтожности вклада момента в нагрузку подшипников и соответственно в общий уровень вибрации. Ставить "груза заоблачной величины" ради мизерного, а скорее эфемерного улучшения вибрации? Игра стоит свеч?
2. Дисбаланс, как статический так и моментный, нагружает подшипники только в радиальном направлении. Поэтому, необходимость проводит моментную балансировку якобы для снижения осевой вибрации - заблуждение. В примере с ВД-12,5 динамическая балансировка по статике (одиночным грузом) точно также приведёт к снижению осевой вибрации, т.к. будет снижена провоцирующая её радиальная вибрация.

И на последок, дружеский совет.
Моментная балансировка консольных вентиляторов, кроме лишней траты сил, средств и времени, по большому счёту вреда не несёт, при качественном исполнении даже может привести к дополнительному незначительному снижению вибрации.
Но есть тип консольных вентиляторов, для которых установка больших грузов в покрывающий диск может привести к разрушению рабочего колеса. Это дымососы и вентиляторы возврата уноса небольших угольных котельных, а также мельничные вентиляторы. Т.е. вентиляторы, рабочие колёса которых, подвержены интенсивному абразивному износу. У таких вентиляторов за год лопатки изнашивает до дыр. Рабочие колёса таких вентиляторов постоянно наплавляют при ремонте и меняют через 5-10 лет.
Кстати, в Кызыле, в конце 90 начале 2000, на ТЭЦ, зимой в 40 градусный мороз разрушилось колесо дымососа. Шойгу тогда землякам колесо с завода самолётом привёз, чтобы город не выморозить. Это не ваша, случаем, работа?

Чтобы колесо дымососа на ТЭЦ не разваливалось, не надо чрезмерно сыпать породу в уголь.

Могу привести пример, когда ограниченное снижение вибрации установкой груза на коренной диск доводит до развала колеса.Или как мне сказали - "лопатки сворачивает".Агрегат этот называется пароотсос, стоит на МНЛЗ.В отходящих парах много "химии",которая налипает на колесо и плюс активизирует коррозию металла.Со временем налипшее начинает отпадать, повышается вибрация.Пароотсос останавливают, насколько физически возможно отчищают колесо.Потом мы балансируем.Пока колесо новое, так, до года эксплуатации в принципе можно обойтись одноплоскостной балансировкой.Что мы и делаем, ввиду, как всегда, отсутствия времени на ремонт.Но после года работы одноплоскостная балансировка уже не дает нужного результата.Следствие недобалансировки - ломается рама между двигателем и улиткой.А подшипники, как ни странно, ни разу не выходили из строя.Сейчас у завода тяжелые времена."Экономят" на всем, и прежде всего на подрядчиках.Балансируют пароотсосы своими силами "как все" установкой груза на коренной диск.А на самом деле, из-за неравномерного корродирования дисков колеса появляется реальный, а не мнимый моментный дебаланс.Неустраненная динамическая нагрузка на покрывном диске и "сворачивает" лопатки.Случай уже не единичный.Пока мы балансировали пароотсосы, колеса работали около шести лет, до проржавления покрывного диска до дыр.Но до сворачивания лопаток не доходило.

Тему двухплоскостной балансировки консольных вентиляторов озвучил дабы узнать, есть ли спецы-балансировщики выполняющие такую работу.Выходит, что нету, окромя нас.

Зато ужастей вокруг!

Ну на Кызыльской ТЭЦ жгут каменный уголь, он изначально малозольный. А вот то что в уголь породу сыпят, первый раз слышу. Спасибо, просветил!

Я, все-таки надеялся, что ты прикалываешься.

У металлургов более менее проблемные последние 2 года. Значит начали разваливаться колёса на которые вы навесили груза "заоблачной величины" в покрывающие диски 3-7 лет назад. Может в этом причина? Я в начале дискуссии писал о возможном "сворачивании" лопаток при необоснованной установки грузов в покрывающий диск.


Любой более менее грамотный балансировщик после пробного пуска, может разложить дисбаланс на статическую и моментную составляющую. И знает что при устранении балансировкой большей составляющей (в нашем случае статической) вторая тоже, хотя бы незначительно изменится из за неточностей установки грузов, уменьшения прогиба от отбалансированной составляющей и т.п..

Если бы ты выложил полную раскладку исходной вибрации по ВД-12,5, разложил её на составляющие и сказал, вот вклад моментной до устранения статики, вот вибрация и моментная после устранения статики, а вот вибрация после балансировки косой системой грузов. Т.е. конкретно показал вклад момента и целесообразность его устранения. Разговор был бы конкретный и я скорее всего был бы на твой стороне, а не оппонировал. Более того, я бы рекламировал такой метод балансировки везде где только могу.

Ты же выложил, извини, ахинею. Пример как не надо балансировать вообще и консольные вентиляторы типа ВД в частности. А пример с макаронной фабрикой вообще шедевр, устранять момент у вентилятора диаметром 300мм и шириной 20, т.е. с соотношением D/L - 15 где вклад от момента соизмерим с помехой в замеренном сигнале. Мне лень здесь расписывать, да и не моё это дело, азы технологии и тактики балансировки вращающихся механизмов в собственных подшипниках. Но одно могу сказать чётко - использование осевой составляющей в расчетах, в данном случае, ошибка. Да и вертикальной под сомнением.

Я, лично считаю, что бывают случаи, когда моментная балансировка на консольных вентиляторах необходима, но такие случаи должны быть чётко обоснованны, хотя бы для себя.


Да окромя Вас вообще нет спецов-балансировщиков!


Как дальше жить!

mechanist Попробуйте посчитать ДКВ для каждой плоскости отдельно в одном из своих примеров. Сдается мне, что они будут одинаковые по Амплитуде. В этом и может быть причина "огромных" масс при балансировки.Можно и по 10 кг. вешать в противофазе в одной плоскости. Хотя я и встречал где то понятие, кроме статического и динамического небаланса, еще и консольный небаланс. Но там именно ширина колеса и жесткость установки опор приводят к возникновению моментной составляющей. В результате чего машина работает уже за 1 критикой и ротора уже нельзя назвать жесткими. В таких случаях и нужно балансировать системами грузов. Мое мнение, и думаю многие со мной согласятся, небаланс жестких роторов нужно устранять там где он возник. Если видно, что проблема на укрывном диске(повышенный износ, что то там отвалилось), варите груз на него. А если ничего явного с ним не происходит варите на ступицу. Ну, а если агрегат работает за критикой варите систему, только контроль вибрации хотя бы по 2 опорам.

Да, и хочу добавить. Попробуйте одну из своих балансировок прорисовать на бумаге с помощью транспортира, если раньше Вы этого не делали,будет интересно.

Есть интересный документ "Методические указания по балансировке жёстких роторов (к ГОСТ 22061-76 ... )"
К нашей дискуссии впрямую относятся п.п. 5.3.1, 5.3.2 и 5.3.3. Речь идёт о как бы самобалансировке моментов на "узких" роторах и становится понятным критерий достаточности статической балансировки - отношения диаметра колеса к его ширине.

Документ вообще то весь интересен, только читается тяжело, сплошная математика.

ГОСТ 22061-76 статус "заменен" на ГОСТ 1940-1-2007. Хотя для чтения подойдет, для ссылок нет.

Особенно порадовала вводная часть МУ привожу дословно (Методические указания содержат теоретические основы построения и практического применения системы классов точности балансировки и предназначены для инженеров-расчетчиков, конструкторов и технологов, разрабатывающих нормативно-техническую документацию на балансировку «жестких роторов» (по терминологии ГОСТ 19534-74) при изготовлении или ремонте изделий)- цитата закончена. Нигде не нашел авторов этого труда, но почему то уверен, что авторы чистые математики не имеющие ничего общего с балансировкой механизмов, но очень любящие свою науку и гордящиеся своим увлечением. Большинство рекомендации расчетов приводимых ими для определения типа ротора и режима работы агрегата сейчас определяются практическим путем с помощью современных приборов виброанализа.

На одном из сайтов в аннотации к этим МУ написано:
"Несмотря на то, что документ ссылается на устаревший стандарт (ГОСТ 22061-76 давно заменён ГОСТ 1940-12007), в пособии глубоко и достаточно полно рассматриваются теоретические основы балансировки роторов на станках.
Предупреждение. Материал рассчитан на читателя с хорошей инженерной подготовкой!"

Эти МУ имеют в основе теоретические и практические наработки 50-70 годов и тут скорее не чистая математика, а мехмат. В те времена было принято в тех.литературе, а тем более в МУ для инженеров, а особенно конструкторов, приводить полные математические обоснования и выкладки. Конструктор при проектировании вращающегося оборудования обязан учитывать, в том числе, нагрузки на опоры от вибрации, закладывать на роторе балансировочные плоскости и указывать в ТУ допустимый остаточный дисбаланс. Инженеры-механники изначально хорошие расчётчики.
К авторах сего документа скорее всего так или иначе относятся Челомей, Брановский, Левит, Рыженков, Гольдин и др. Возможно кто ни будь и из нынешних корифеев в молодости к этому МУ руку приложил.

"Чистые" математики, на кончике пера, заложили истоки модального анализа, вибродиагностики и балансировки в конце 19 - начале, середине 20 века. В частности из наших наиболее известных - Крылов и Келдыш.

Есть методические указания, а есть практика(по другому - реальная жизнь).

Математика - инструмент помогающий практике.Инструмент мощный, но все же инструмент.

Есть методические указания, написанные высокопрофессиональными практиками, для тех кто не хочет учится на своих ошибках. И есть "практики" которые не понимают того что там написано.
Все МУ и РД по балансировке разрабатываются в отраслевых НИИ и головных виброналадочных организациях, людьми, на чьих книгах мы учились и кто читал нам лекции на курсах повышения квалификации и научно-технических семинарах/конференциях.

Теория и практика балансировки жёстких роторов была отработанна в 30 годы 20 века. Далее только уточнялась в связи с появлением новых типов балансировочных станков и измерительной аппаратуры. А также отрабатывалась методика балансировки новых типов роторов, например - гироскопов, роторов турбонасосов, вертолётных винтов и т.п.. В 40-50 годы, в связи с появлением мощных турбоагрегатов, турбореактивных и газотурбинных двигателей и т.п. - отработали теорию и практику балансировки гибких роторов.

Я не понял, где ты увидел мощный математический инструмент.
Физика и математика балансировки жёстких роторов укладывается в курс средней школы и не более того. НЕ путай с теорией вибрации, вибродиагностики и обработки сигналов.
На заводах изготовителях роторного оборудования, все виды балансировки, жёстких роторов, даже тогда когда все балансировочные расчёты велись в рукопашную, делают рабочие 3-4 разрядов и только особо ответственные балансировки проводятся под руководством рабочего 6 разряда. Для интереса можешь посмотреть ЕТКС по специальности - слесарь механосборочных работ. Под наблюдением ИТР балансировки ведут только на тяжёлых РБС и то для страховки, сам станок и ротора - очень дорогие.

Как я понимаю, при установке узкой крыльчатки с перекосом или ее деформации (восьмерка) динамический дисбаланс неизбежно возникает. Но убрать его сложно, так как плечо маленькое и грузы приходится вешать большие.
Да и смысл какой, надо крыльчатку править, а не балансировать.


Осевая вибрация при динамическом дисбалансе тоже может возникнуть из-за "скручивания" конструкции, на которой установлен ротор. Момент стремится развернуть ротор, из-за этого у фундамента "правое плечо-вперед, левое назад", если смотреть сверху, например. То есть если поставить один датчик вибрации в осевом направлении на правый край фундаментной конструкции, а другой на левый, то фазы вибрации будут противоположны.

Попался в руки документ 50-ти летней давности.Тогда микропроцессорной техники не было, а двухплоскостная балансировка консольных роторов была.И не считалась чем-то из ряда вон выходящим.

Странный документ. Особенно п. 3.3.2, а особенно его окончании.
Причём в документе разговор идёт не об устранении момента возможно присутствующего изначально, а об якобы компенсации момента??? вызванного балансировочным грузом в 1 плоскости.
В данном случае, при 8000 об*мин, возможно и оправданно, зависит о диаметра и ширины насадного диска. Но, тогда логичнее ставить два груза в разные плоскости в один угол (симметричная пара грузов). А ещё лучше, для приведённого в качестве примера ротора, в соотношении (груз в 1 пл./ груз во 2 пл.) примерно как 1/0,9.
Хотя возможно написано для балансировки на довоенном или трофейном станке, которые я не захватил (начинал на относительно новом заводе), у которых (если не путаю) возможна балансировка только по одной опоре, при зажатой другой.

Никто и никогда не утверждал, что консольные ротора не нужно балансировать моментно. Вопрос всегда в целесообразности такой балансировки. Ставить косую пару, на порядок тяжелее одиночного груза, причём на хлипкий покрывной диск, ради снижения вибрации на 3-5 мкм при норме 80-120. тут надо хорошо подумать! Причём практически всегда можно примерно посчитать вклад момента в общую вибрацию и оценить необходимость его устранения.
Как пример из жизни. При норме 120 мкм, одиночным грузом сбил вибрацию до 20 мкм, расчёт показывает что основной вклад в остаточную вибрацию даёт моментный дисбаланс. Вопрос. Надо устранять? Тем более что показания прибора (амплитуда/фаза) очень нестабильны при таких уровнях и расчёт очень приблизительный.

Уважаемые коллеги! На днях балансировал вентилятор, в условиях ограниченности по времени. Вкратце: крыльчатка вентилятора на валу электродвигателя,1500 об., 95мкм горизонт с рабочей стороны. Установка грузиков на лопасти(200г.) снизила оборотку до 20мкм. Но-начало трясти улитку, причем сильно. Возможно грузики нарушили аэродинамику потока(вроде уж небольшие по площади сопротивления?) и создали дополнительный вектор? Но тогда и колесо бы не отбалансировалось. Может кто сталкивался с этим?

Пару раз, на мелких вентиляторах, ставил груза на лопатки. Груза ставил листовые (соизмеримые по толщине с толщиной лопатки), на тыльную "теневую" сторону, с небольшим отступом от края лопатки и слегка опиливал сварные швы от больших наплывов. Улитки вроде не трясло.
Улитки ещё трясёт при перекосе колеса относительно корпуса, заклинивании жёсткого компенсатора (типа линзового) между улиткой и газоходом, при трещинах и отверстиях в улитке и газоходе, при обрыве (ослаблении) подвески или отрыве газохода от скользящей или обрыве неподвижной опоры.
Чаще всего, при таких дефектах вызванных турбулизированным потоком и возможными вызванными им резонансами улитки и газохода, в спектре не кратная оборотке частота в виде уширенного пика в районе 20-40Гц, иногда просто размазанный "горб" в районе 10-50Гц.