"Tűzoltás és nagyjavítás helyett"
miért fontos a kiegyensúlyozás?
Számos géphiba elhárítása – akár igen komoly – szereléssel is járhat, azonban két, méghozzá a leggyakrabban előforduló hibafajta viszonylag egyszerűen megoldható: a forgórész dinamikus kiegyensúlyozása, valamint – kuplungos gépeken – a tengelyvonal beállítása. Mindkét beavatkozás – amelyek ráadásul semmilyen járulékos anyagot vagy szerszámot nem igényelnek – mielőbbi kivitelezése igencsak ajánlatos: a csapágyak túlterhelésének megszüntetése révén azok élettartama meghosszabbítható, nem válik szükségessé az idő előtti cseréjük.
Nem elegendő a gépek problémáit a legkülönbözőbb diagnosztikai módszerekkel felderíteni, tenni is kell azok megszüntetése érdekében, máshogyan aligha lesz fenntartható a termelés folytonossága.
Dinamikus kiegyensúlyozás
A forgógépek világában a legtöbbször előforduló hiba a kiegyensúlyozatlanság. Megjegyzendő, hogy az egyensúlyhiba mindig jelen van, legfeljebb mértéke nem éri el azt a határt, hogy hibának tekintsük. Tökéletesen – „nullára” – kiegyensúlyozott forgórész nincs, csak olyan, amely teljesíti az elvárásainkat, illetve a vonatkozó szabványok előírásait.
Egyensúlyhibáról akkor beszélünk, ha az adott forgórész súlyvonala nem esik egybe a forgástengelyével. Attól függően, hogy e tengelyek hogyan viszonyulnak egymáshoz, a kiegyensúlyozatlanság következő típusait különböztetjük meg:
statikus egyensúlyozatlanság esetén a forgástengely és a súlyvonal egymással párhuzamos
páros, ellentétes vagy nyomaték-egyensúlyozatlanságról akkor beszélünk, ha a forgástengely és a súlyvonal egymással szöget zár be, de metszik egymást
dinamikus egyensúlyozatlanság esetén a forgástengely és a súlyvonal kitérő
Centrifugális erőhatások
Amiatt, hogy a súlyközéppont (illetve súlyközépvonal) és a forgásközéppont (illetve forgástengely) nem esik egybe, centrifugális erőhatás lép fel . E hatás terheli a forgórész alátámasztását: a csapágyakat és tartószerkezetüket. A fellépő centrifugális erő természetesen ugyanazzal a frekvenciával forog a forgástengely körül, mint maga a tengely. Az egyensúlyozatlanság hatására jelentkező centrifugális erő a következő egyenlet alapján számítható ki:
F = m × r × ω2
ahol F a centrifugális erő, m a kiegyenlítetlen tömeg, r a kiegyenlítetlen tömeg távolsága a forgás középpontjától, ω pedig a szögsebesség (körfrekvencia). Az egyenletből adódóan a centrifugális erőhatás négyzetesen függ a fordulatszámtól, tehát magasabb fordulatszámú gépek esetén a kiegyensúlyozatlanság megszüntetése fokozottan fontos.
A centrifugális erő körmozgást végez, így a csapágyaknak, illetve a tartószerkezetnek egy kitüntetett pontjára ható erő nem állandó, hanem szinuszos pulzálást mutat: egy fordulat alatt egyszer eléri előbb a maximumát, majd a minimumértékét.
F(t) = m × r × ω2 × sin(ω×t)
A csapágyaknak és a tartószerkezetnek ezzel az erővel azonos nagyságú ellenerőt kell kifejteniük ahhoz, hogy helyben tartsák a forgórészt. Az eközben keletkező mozgás – a csapágyházakon mérhető rezgőmozgás – a tartószerkezet merevségétől is függ. A támaszokon, csapágyházakon (továbbiakban csapágyakon) mért rezgés tehát – kizárólag egyensúlyhiba esetén – arányos a fellépő centrifugális erővel. E felismerés alapján tudjuk meghatározni a kiegyensúlyozatlanság mértékét, illetve el tudjuk végezni az egyensúlyozást. Ezt végrehajthatjuk egyensúlyozó padon vagy a helyszínen, a gép saját csapágyazásán. A helyszíni egyensúlyozást – műszerezettségtől függően – végezhetjük az úgynevezett három pont módszerrel vagy az amplitúdó-fázis mérésen alapuló vektoros eljárással.
