زیاد طول کشیده است؟ صفحه بارگذاری را ببندید.

نابالانسی استاتیکی (Static Unbalance)

0

نابالانسی استاتیکی ساده‌ترین شکل نابالانسی بوده و به نابالانسی تک‌صفحه‌ای نیز معروف می باشد؛ این عیب زمانی مشاهده می­شود که جرم سنگینی در یک نقطه از شفت دوار قرار داده شود. به همین علت این نوع نابالانسی با اضافه کردن جرم در یک صفحه، برطرف می­شود. در این حالت فرکانس ۱X یا یک برابر دور شفت همیشه وجود دارد و معمولاً در نمودار طیف فرکانسی یا اسپکتروم شاخص است.

همان‌طور که در شکل ۱ مشاهده می­کنید، درصورتی‌که دامنه سیگنال در راستای عمود بر شفت و در جهت افقی یعنی محور   نسبت به دامنه سیگنال در راستای عمود بر شفت و در جهت عمودی یعنی محور ، دو برابر باشد، ارتعاشات ماشین به خاطر عیوب دیگری مانند رزونانس و لقی فونداسیون ماشین بوده و ارتباطی با نابالانسی ندارد.

اگر سایر عیوب مانند لقی و ناهم‌محوری در ماشین وجود نداشته باشد، شکل موج زمانی (Time Wave Form Signal) نابالانسی تک‌صفحه‌ای در واحد سرعت به شکل سینوسی می­باشد.

نابالانسی استاتیکی
شکل ۱ نابالانسی تک‌صفحه‌ای

تصور کنید عیب ماشین، نابالانسی تک‌صفحه‌ای باشد. همان‌طور که در شکل ۲ مشاهده می‌کنید، اگر یکی از سنسورهای شتاب­سنج دستگاه آنالایزر ارتعاشات دوکاناله را در راستای محور y روی بیرینگ سمت راست بگذارید، سپس سنسور دیگر را در همان راستای y ولی روی بیرینگ سمت چپ قرار دهید و از ماشین داده‌برداری کنید؛ بین این دو سیگنال‌ برداشت ‌شده، اختلاف‌فازی مشاهده نمی‌شود.
همین رفتار را در مورد راستای محور x روی دو بیرینگ انتهایی شفت مشاهده کرده و زاویه فاز بدون تغییر می­ماند؛ علت آن است که نابالانسی استاتیکی، نيروهايي كه به یاتاقان‌ها وارد می‌شوند هم‌جهت هستند. درنتیجه، تمام نقاط قسمت چرخان به‌صورت هم فاز ارتعاش مي‌كنند.

شکل ۲ اندازه‌گیری زاویه فاز در روی دو یاتاقان

حال اگر اختلاف‌فاز بین قرائت‌های جهت افقی (محور y) و عمودی (محور x) روی هرکدام از بیرینگ­ها را مشاهده نمایید، تقریباً ۹۰ درجه است.

شکل ۳ اختلاف فاز بین قرائت‌های جهت افقی (محور y)و عمودی (محور x)

ممکن است بپرسید که چرا اختلاف‌فاز «تقریباً» ۹۰ درجه است و «دقیقاً» ۹۰ درجه نمی­باشد؟ مگر نه اینکه سنسورها دقیقاً ۹۰ درجه نسبت به هم نصب شده‌اند، پس چرا زاویه فازی که سنسور اول اندازه‌گیری کرده است با زاویه فازی که سنسور دوم برداشت می‌کند، دقیقاً ۹۰ درجه اختلاف ندارد؟

در پاسخ باید بگویم: همان‌طور که در بخش تئوری ارتعاشات ماشین گفته شد، معادلات دینامیکی ماشینی که دچار نابالانسی هستند، به قرار زیر است:

شکل ۴ معادلات دینامیکی ماشین دچار عیب نابالانسی

همان‌طور که در شکل ۴ مشاهده می‌کنید، همواره معادله پاسخ سیستم یعنی نابالانسی استاتیکی نسبت به معادله نیروی تحریک واردشده به سیستم (در اینجا نیروی نابالانسی با معادله نابالانسی استاتیکی، به اندازه زاویه فاز یا نابالانسی استاتیکی، عقب‌تر می‌باشد. اندازه زاویه فاز به‌ سرعت دورانی (نابالانسی استاتیکی)، فنریت (K)، ضریب میرایی (C) و جرم شفت (M) وابسته است.

وقتی جهت اندازه‌گیری و محل قرارگیری سنسور تغییر کند، اگرچه جرم و سرعت دورانی شفت ثابت است، ولی فنریت و ضریب میرایی آن ممکن است با تغییر جهت اندازه‌گیری، تغییر نماید؛ بنابراین عقب‌افتادگی پاسخ از تحریک در جهات مختلف اندازه‌گیری متفاوت است؛ به‌عنوان‌مثال اگر در راستای عمود به شفت و در جهت ، پاسخ از تحریک، ۱۰ درجه عقب باشد و در راستای  پاسخ از تحریک، ۲۰ درجه عقب بیفتد، اختلاف‌فاز (تأکید می‌کنم “اختلاف‌فاز” را با “فاز” اشتباه نگیرید) اندازه‌گی‌ری­شده در جهات  و در این مثال، ۸۰ درجه است و دقیقاً ۹۰ درجه نمی‌باشد.

اختلاف‌فاز ۹۰ درجه جهات  و در ماشین‌هایی صادق است که زاویه عقب‌افتادگی پاسخ از تحریک در جهات مختلف یکسان باشد؛ مثلاً در یاتاقان‌های سیمتریک در اکثر موارد با چرخش ۹۰ درجه‌ای سنسور و اندازه‌گیری زاویه فاز در راستای  و، زاویه فاز نیز ۹۰ درجه تغییر می­کند. اما اگر یاتاقان سیمتریک نباشد این قضیه برقرار نیست؛ بنابراین معمولاً ۳۰ نابالانسی استاتیکی درجه اختلاف‌فاز در اندازه‌گیری در جهات مختلف عمود بر شفت، قابل‌قبول بوده و می‌توان به وجود این اختلاف‌فاز به عیب نابالانسی استاتیکی مشکوک گردید.

ارسال یک پاسخ

آدرس ایمیل شما منتشر نخواهد شد.