Статичне балансування

Так, для тихохідних роторів з діаметром (d ), що значно перевищує його довжину (l ), моментну і динамічну неврівноваженість можна знехтувати і займатися усуненням тільки статичної неврівноваженості - статичним балансуванням ротора.

Нагадаємо, що при статичній неврівноваженості осі обертання та однієї з головних осей інерції паралельні, але зміщені на деяку відстань (е) один від одного за рахунок наявності неврівноважених мас. Мірою статичної неврівноваженості ротора прийнято вважати головний вектор дисбалансів (D ), рівний добутку маси ротора (m ) з його ексцентриситет (e ):D= m*e

Усунення статичної неврівноваженості проводиться методами статичної балансування, в яких визначається величина головного вектора дисбалансів і проводиться його врівноваження за допомогою однієї коригуючої маси в одній площині, що коригує (як правило, в площині самої деталі).

Процедура будь-якого методу статичного балансування включає такі етапи:

визначення розташування центру тяжіння;
визначення маси противаги та радіусу його установки;
установка коригувального вантажу-противаги або висвердлювання (або фрезерування) надлишкової маси.

Існує досить багато, як простих, так і складніших, механічних пристроїв статичного балансування робочих коліс чи дисків. Серед них: паралельні призми чи ножі; дводискові (роликові) пристрої; балансувальні ваги та ін.

Для загального розуміння процедури статичного балансування розглянемо її етапи на прикладі робочого колеса вентилятора і найпростішого пристрою з паралельних призм або ножів:

Балансоване колесо насаджують на вал і даютьвільно прокотитися ножами. Після зупинки колеса відзначають найважчу точку колеса, яка, з поправкою на сили тертя, відповідає найнижчому положенню центру мас.
Для виключення впливу сил тертя, повторюють етап №1, відпускаючи колесо у зворотний бік.
Зі знайдених двох положень колеса визначають середнє положення «важкої» точки, що відповідає справжньому положенню центру мас.
Врівноважують колесо простим підбором вантажу, що коригує, встановлюваного в напрямку 180° від знайденого положення «важкої» точки. Або визначають величину коригувального вантажу (Мк ) за допомогою пробного вантажу (Мп ), який встановлюють під прямим кутом до «важкої» точки і відзначають кут повороту колеса Θ:

Мк = Мп*ctgΘ

Для важких коліс, коли важко точно визначити положення центру мас за рахунок суттєвих сил тертя, всю поверхню колеса ділять на 12 і більш рівних секторів, для кожного з яких підбирають пробну масуМпр, що приводить колесо в рух. Далі по точці максимуму залежностіМп від кутового положення колеса визначають кут установки коригуючої масиМк, а її величину розраховують за формулою:

Мк = (Мп max + Мп min )/2

Даний метод зветься «методу кругового обходу» і, як можна бачити, є досить довгим і трудомістким.

Після визначення місця встановлення та величини коригувального вантажу-противаги, його закріплюють на колесі механічним способом або електрозварюванням. У деяких випадках, замість навішування коригуючої маси, проводять висвердлювання або фрезерування важкої сторони колеса.

Якість балансування визначається мінімально досяжною величиною залишкового дисбалансу, танайбільшу точність статичної балансування забезпечують балансувальні ваги, котрим питома залишковий дисбаланс становить 5-10 мкм. Інші методи статичного балансування мають ще меншу точність: «ножі» – 10÷30 мкм, «ролики» – 15÷25 мкм.

Як можна бачити з наведених цифр, традиційні механічні методи статичного балансування не забезпечують точність, що відповідає сучасним вимогам, і в багатьох випадках краще проводити динамічне балансування, що дає на порядок вищу точність.