Deux plan d'équilibrage Exemple avec DAQmx - National Instruments
Balourd est une source très fréquente de vibration élevée qui est identifié par des niveaux excessifs d'amplitudes de vibration à une fréquence qui est synchrone avec la vitesse de la machine. Déséquilibre se produit parce que les densités de matériaux sont inégales; arbres ne sont pas parfaitement ronde ou non montés exactement au centre, etc. déséquilibre de poids dans un système de rotation produit souvent des forces synchrones excessives qui réduisent les durées de vie des différents éléments mécaniques. Par conséquent, l'équilibre est important dans la fabrication et l'entretien des processus machines tournantes.
Table des matières
1. Introduction
L'équilibrage est généralement réalisée de deux façons - équilibrage de l'atelier et équilibrage sur le terrain. équilibrage Shop monte les pièces mécaniques sur une machine d'équilibrage et les soldes chaque partie séparément. l'équilibrage du champ équilibre la machine dans les opérations normales avec le rotor monté dans les paliers. Les grandes machines, comme des turbines à vapeur, moteurs électriques et générateurs Armatures, ont souvent besoin d'équilibrage sur le terrain. 4 fois la moyenne des heures d'équilibrage sur le terrain et les taux varient de 60 $ à 200 $ par heure. acquisition de signaux USB dynamique des dispositifs (DSA) couplé avec un ordinateur portable pour faire un système d'équilibrage de terrain idéal parce qu'ils sont portables et légers.
Cette démo équilibre deux plans est construit avec LabVIEW et DAQmx à utiliser avec un câble USB-9234 ou une autre carte d'acquisition de signaux dynamiques en fonction DAQmx. Cette démo montre comment utiliser l'appareil pour mesurer les vibrations des machines tournantes et réduire les vibrations grâce à l'équilibrage. Vous pouvez utiliser la démo VIs dans des applications réelles avec quelques modifications simples au code.
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3. Principes fondamentaux de deux plans d'équilibrage
Il y a généralement deux types de déséquilibre: déséquilibre statique et dynamique de déséquilibre.
Comme le montre la Figure 1, le balourd statique se produit lorsque le centre de gravité d'un changement de vitesse de rotor à partir du centre géométrique du plan mince. Dans certains cas, vous pouvez placer le rotor sur les bords de couteau, et permettre à la gravité de tirer le balourd vers le bas de l'ensemble pour détecter un déséquilibre statique. Les plans minces dans des cas réels peuvent être des ventilateurs, des disques de meulage, des poulies, des volants, des engrenages et ainsi de suite. Ils partagent une caractéristique commune que les rotors sont assez étroites et ont aucun mouvement axial nutation. Vous pouvez supprimer le balourd statique en ajoutant / supprimant des vis d'équilibrage (ou poids) de glissement ou de forage / de meulage sur les éléments de rotor.
Comme le montre la Figure 2, le niveau supérieur de complexité balourd se compose de poids mauvaise distribution dans deux plans géométriques différents. Vous devez établir un équilibrage en deux plans, lorsque les rotors sont des moteurs allongé et rigide, tel que électriques, armatures de générateur, la broche de machine, des rouleaux de broyage et ainsi de suite.
Le coefficient d'influence est utilisé pour décrire le fonctionnement du système de rotor répond aux changements de poids déséquilibrés. Une fois qu'un rotor installe un poids d'essai pour produire un changement d'amplitude de vibration ou de phase, l'influence causée par le poids d'essai, ou les coefficients d'influence peut être calculée. Une procédure d'équilibrage à plan unique produira une balance coefficient de réponse. équilibrage multiples plan produira un certain nombre de coefficients en fonction du nombre de plans d'équilibre. Étant donné que la vibration initiale peut être considérée comme la réponse du rotor au déséquilibre de la masse initiale, vous pouvez calculer le déséquilibre de masse initial avec la vibration initiale et les coefficients d'influence.
Le système représenté dans un système est Figure3 typique d'équilibrage à deux plans. L'ensemble du système est constitué d'un rotor, deux paliers, deux accéléromètres et un tachymètre optique. Les accéléromètres sont montés sur des paliers et utilisés pour acquérir des signaux de vibration. Le signal de compte-tours est utilisé pour calculer la vitesse de rotation et la synchronisation des signaux de vibration dans chaque révolution.
En supposant que le système de rotor est un système linéaire, la réponse à chaque point de mesure (point d'appui) est égale à la somme vectorielle de la réponse de déséquilibre au niveau de chaque plan. Cela signifie que le poids au plan 1 peut contribuer à la vibration acquises au palier 1, ainsi que les vibrations acquises au palier 2. Il en va de poids au niveau du plan 2. La relation de base entre la réponse de vibration et le poids de déséquilibre au niveau des plans peuvent souvent être exprimé par un groupe de vecteurs de sensibilité. En ajoutant un poids d'étalonnage connu à un emplacement angulaire connue sur les plans, et la mesure des vecteurs de réponse de vibration au niveau des deux paliers, on peut déterminer expérimentalement les vecteurs de sensibilité. Une fois que vous avez compris les vecteurs de sensibilité, vous pouvez calculer le poids de déséquilibre initial à chaque plan et apporter des corrections. Les détails de cette méthode sont présentés en annexe. Vous pouvez vous référer à l'annexe si vous voulez en savoir plus sur cette méthode.
4. Configuration du matériel
Les liaisons mécaniques sont indiquées ci-dessous sur la figure 4. Les accéléromètres sont alimentés par l'excitation interne de la carte DSA. Le compte-tours doit être une impulsion 0-5 TTL qui fournit des informations de rotation sur le système.
5. Utilisation du logiciel
Le procédé de la démonstration est illustrée sur la figure 5 ci-dessus. Avant d'exécuter le logiciel que vous devez d'abord configurer le logiciel pour faire fonctionner correctement sur l'onglet Configuration, comme indiqué ci-dessous à la figure 6.
Figure 6. L'onglet Configuration
Vous pouvez être ensuite exécuter le VI et de passer à l'onglet Waveform. Sur cet onglet, vous pouvez vérifier les signaux appropriés sont acquis à partir du compte-tours et deux accéléromètres en appuyant sur le bouton Acquire.
Figure 7. acquisition initiale de formes d'ondes.
Une fois que les signaux ont été vérifiés, vous pouvez déplacer le l'onglet initial d'être l'équilibrage. Cet onglet vous permet d'acquérir les vibrations initiales du système. Vous devez définir le nombre d'acquisition à la moyenne avant de prendre votre acquisition initiale. Cette valeur sera effectuée par le processus. Gardez à l'esprit que la prise d'un certain nombre de moyennes plus élevées améliore la précision, mais aussi d'augmenter le temps nécessaire pour équilibrer. Une fois que vous êtes satisfait du nombre de moyennes, appuyez sur le bouton Acquire à nouveau pour enregistrer vos valeurs initiales.
Figure 8. enregistrement initial des niveaux de vibration des deux accéléromètres.
L'étape suivante consiste à placer votre premier poids d'essai. Un poids connu doit être ajouté au premier plan à un angle connu. Ces valeurs doivent être saisies dans les contrôles de poids et la phase du 1er onglet d'essai en grammes et degrés respectivement. Une fois que la valeur sont entrés, appuyez sur le bouton Acquire à nouveau pour enregistrer les valeurs pour le premier essai.
Figure 9. Le 1er essai Tab. Le 2e essai Tab est identique.
6. Liens connexes
7. Annexe A: deux plans d'équilibrage Théorie
On suppose une sorte de poids dans le déséquilibre existent système à deux plans, vous pouvez utiliser les équations suivantes traditionnelles vecteur deux plans pour la réponse de déséquilibre initial d'un système mécanique linéaire:
où:
Initial vecteur vibration à roulement 1 (Grs, p-p à degrés)
Initial Vector Vibration au palier 2 (Grs, p-p à des degrés)
Sensibilité au vecteur de roulement 1 à poids au plan 1 (grammes / Grs, p-p à des degrés)
Sensibilité au vecteur de roulement 1 à Poids à Plane 2 (grammes / Grs, p-p à degrés)
Sensibilité vectorielle à deux roulements à Poids au plan 1 (grammes / Grs, p-p à degrés)
Sensibilité au vecteur Bearing 2 Poids à Plane 2 (grammes / Grs, p-p à des degrés)
Balourd Vector au plan 1 (Grams à des degrés)
Balourd Vector au plan 2 (Grams à des degrés)
Pour calculer les coefficients d'influence du système, il faut ajouter un peu de poids d'essai à deux plans pour acquérir des vecteurs de vibration dans des conditions différentes. Pour un système linéaire, l'ajout (ou la suppression) d'un W1 du poids de calibrage au niveau du plan 1 doit additionner vectoriellement avec le U1 déséquilibre existant pour produire la nouvelle paire d'équations vectorielles:
où:
Vecteur vibration à roulement 1 avec le poids W1 au niveau du plan 1 (Grs, p-p à degrés)
Vecteur vibration au support 2 avec le poids W1 au niveau du plan 1 (Grs, p-p à degrés)
Poids de Calibration vecteur à plan 1 (Grams à des degrés)
L'élimination du poids de calibrage au niveau du plan d'équilibrage 1, plus un autre poids d'étalonnage W2 au niveau du plan de la balance 2 produit la paire suivante d'équations vectorielles:
où:
Vecteur de vibrations au niveau du palier 1 avec le poids W2 au plan 2 (Grs, p-p à des degrés)
Vecteur de vibrations au niveau du palier 2 avec le poids W2 au plan 2 (Grs, p-p à des degrés)
Poids de Calibration vecteur à Plane 2 (Grams à des degrés)
Les six équations ci-dessus contiennent huit grandeurs vectorielles connues: six vecteurs de vibration et deux poids de calibrage. La procédure de calcul permet de résoudre d'abord les quatre vecteurs de sensibilité de l'équilibre inconnus, et enfin les deux vecteurs de déséquilibre de masse sont calculés. L'expression suivante fournit une solution générale pour les vecteurs de sensibilité de l'équilibre pour la solution:
, L'indice m dans l'équation (7) indique le plan de mesure, et l'indice p indique le plan de correction de poids. En combinant les solutions pour les quatre vecteurs de sensibilité de l'équilibre dans les équations initiales (1) et (2) donne le résultat suivant de déséquilibre de masse au niveau des deux plans de correction: