بالانس کردن قطعات دوار به چه معناست؟
بالانس کردن قطعات دوار به فرایند توزیع یکنواخت جرم در یک قطعه دوار (مانند ایمپلر یا فن) گفته می‌شود تا از لرزش‌ها و ارتعاشات ناخواسته جلوگیری شود. زمانی که مرکز جرم یک قطعه با محور چرخش آن هم‌راستا نباشد، ناپایداری به وجود می‌آید و باعث ایجاد نیروهای گریز از مرکز می‌شود. بالانس کردن به معنای تنظیم مجدد این قطعه به گونه‌ای است که چرخش آن صاف و بدون ارتعاش باشد.
لزوم بالانس برای فنها:
اگر فنها و ایمپلرها به‌صورت ایده‌آل و با توزیع جرم همگن و مونتاژ دقیق تولید می‌شدند ، نیاز به انجام بالانس نمیبود. علاوه بر این، سایر ادواتی که به این قطعات متصل می‌شوند نیز باید دارای همان ویژگی‌ها باشند و در شعاع‌های یکسان نصب شوند. چنین شرایطی غیرواقعی است؛ بنابراین، از دیدگاه واقعی، کنترل و انجام فرایند بالانس کردن فنها ضروری است.
عدم تعادل در فنها می‌تواند منجر به آسیب به قطعات مکانیکی، کاهش کارایی، افزایش مصرف انرژی و ایجاد نویز زیاد شود. فنها معمولاً با سرعت بالا کار می‌کنند و حتی کوچکترین عدم تعادل در توزیع جرم می‌تواند لرزش‌های زیادی ایجاد کند. این لرزش‌ها علاوه بر کاهش عمر مفید فن، می‌توانند به قطعات و تجهیزات متصل و مرتبط با فن مانند بیرینگها و یاتاقانها نیز آسیب بزند یا کیفیت عملکرد سیستم را کاهش دهند.
عوامل ایجاد نابالانسی در فنها:
۱- نابالانسی در حین ساخت
- توزیع ناهمگن جرم در متریال اولیه مورد استفاده برای ساخت فن
- خطاهای ماشینکاری که ممکن است موجب جایگذاری نامناسب سوراخ ها و عدم قرارگیری ان ها در راستای مرکز فن شود.
- خطاهای حین فیتاب و یا مونتاژ
- جوشکاری نامتقارن و غیریکنواخت
۲- نابالانسی در هنگام کار کردن دستگاه
- ایجاد رسوب بر روی ایمپلر
- شکسته شدن و یا آسیب یکی یا تعدادی از پره ها
- سایش پره ها و یا برخی دیگر از اجزای در معرض سایش
- تغییر در هندسه فن مخصوصا بواسطه آزاد شدن تنشها در دماهای کاری بالا (چنانچه فن در حین ساخت تنش زدایی نشده باشد)
مزایای انجام بالانس فنها:
نگهداری و بالانس منظم یک ایمپلر ، موارد زیر را تضمین می‌کند:
- اطمینان از چرخش ایمپلر با لرزش کم، که باعث کاهش سایش و آسیب به یاتاقانها و ماشین‌آلات مرتبط می‌شود.
- بهبود کارایی به دلیل کاهش بار وارد شده بر یاتاقانها.
- کاهش نویز.
- بهبود قابلیت اطمینان، کاهش خرابی‌های غیرمنتظره و پرهزینه.
- در طولانی‌مدت باعث صرفه‌جویی در هزینه‌ها می‌شود.
انواع نابالانسی
نابالانسی‌ها به طور کلی به چهار نوع اصلی تقسیم می‌شوند:
- نابالانسی استاتیکی (Static Unbalance):
نابالانسی استاتیکی زمانی رخ می‌دهد که مرکز جرم روتور از محور دوران منحرف شده باشد. این نوع نابالانسی معمولاً با یک وزنه در یک نقطه خاص روتور قابل جبران است. - نابالانسی دینامیکی (Dynamic Unbalance):
نابالانسی دینامیکی زمانی رخ می‌دهد که مرکز جرم روتور در یک صفحه در حال دوران از محور دوران منحرف شود. این نوع نابالانسی نیاز به جبران توسط وزنه‌هایی در دو صفحه مختلف دارد. - نابالانسی گشتاوری (Couple Unbalance):
نابالانسی گشتاوری زمانی رخ می‌دهد که دو وزنه برابر و مخالف در دو صفحه مختلف وجود داشته باشد که باعث ایجاد یک گشتاور در حول محور دوران می‌شود. این نوع نابالانسی نیز نیاز به جبران توسط وزنه‌هایی در دو صفحه مختلف دارد. - نابالانسی تعادلی (Quasi-static Unbalance):
این نوع نابالانسی زمانی رخ می‌دهد که یک نابالانسی استاتیکی کوچک همراه با نابالانسی دینامیکی وجود داشته باشد. در این حالت، باید هر دو نوع نابالانسی به طور همزمان جبران شوند.
روش‌های بالانس
برای جبران نابالانسی‌ها، روش‌های مختلفی مورد استفاده قرار می‌گیرد:
- بالانس استاتیکی:
در این روش، روتور به صورت افقی روی دو تکیه‌گاه قرار می‌گیرد و مرکز جرم آن تعیین می‌شود. سپس وزنه‌های تعادل در نقاط مناسب نصب می‌شوند تا نابالانسی استاتیکی جبران شود. - بالانس دینامیکی:
این روش نیاز به تجهیزات پیشرفته‌تری دارد. روتور در دستگاه بالانس دینامیکی قرار می‌گیرد و در سرعت‌های مختلف دوران می‌کند. با استفاده از سنسورها و آنالیز فرکانس، نقاط نابالانسی شناسایی و وزنه‌های تعادل در دو صفحه مختلف نصب می‌شوند. - بالانس گشتاوری:
این روش مشابه بالانس دینامیکی است اما نیاز به دقت بالاتری دارد. وزنه‌های تعادل باید به گونه‌ای نصب شوند که گشتاور ایجاد شده توسط نابالانسی را به طور کامل جبران کنند. - بالانس در محل (Field Balancing):
در این روش، بالانس کردن ماشین‌آلات در محل نصب انجام می‌شود بدون نیاز به جداسازی قطعات. این روش به خصوص برای تجهیزات بزرگ و پیچیده که جابجایی آنها دشوار است، بسیار مفید است.
نابالانسی‌ها می‌توانند تاثیرات جدی بر عملکرد و عمر ماشین‌آلات دوار داشته باشند بنابراین، شناخت انواع نابالانسی و استفاده از روش‌های مناسب بالانس‌کردن برای حفظ کارایی و افزایش عمر مفید تجهیزات بسیار حیاتی است. با توجه به پیچیدگی و تنوع نابالانسی‌ها، انتخاب روش مناسب بالانس‌کردن نیازمند دانش فنی و تجربه کافی است.
