Balancering
Begrebet balancering refererer til at reducere eller eliminere en ubalance .
Hvert stift legeme, der roterer omkring en fast akse, har en ubalance, der kan føre til vibrationer ( svingninger ), støj og øget slid, ved høje hastigheder, selv til ødelæggelse. Hvis fremstillingstolerancen fører til en ubalance, der er for stor, skal massefordelingen afbalanceres individuelt på denne krop. Ved balancering først efter at emnet er installeret, taler man om driftsbalancering, hvor man også kan tage højde for de uundgåelige installationsuregelmæssigheder. Erstatningen kan være positiv eller negativ:
- I tilfælde af positiv afbalancering påføres balanceringsforbindelser ved svejsning, limning, fastspænding eller fastskruing af vægte.
- Ved negativ kompensation fjernes masser ved boring, slibning eller fræsning.
En blandet form er justeringen ved at skrue en skrue i eller skrue den ud.
I stedet for at ændre kroppen kan rotationsaksen også korrigeres på en sådan måde, at ubalancen minimeres. Denne afvejning teknik kaldes balancering centrering. [1]
Tolerancerne for balancering og andre specifikationer er standardiseret i DIN ISO 21940-serien, især dele 1, 2, 11 til 14, (tidligere DIN ISO 1940-1).
Bilens balancering af hjul
Ved balancering af køretøjets hjul sætter en maskine ("hjulbalancer") hjulet (fælgen med dæk) i rotation . Aksen, hvor dette sker, er udstyret med sensorer. Evalueringselektronik beregner ubalancen ud fra de målte værdier for de kræfter, der forekommer på aksen. Derefter fastgøres vægte til fælgen for at kompensere for ubalancen.
Der skelnes mellem balanceringsvægte
- applikationen, dvs. køretøjstype (lastbil, bil, motorcykel)
- Type tilbehør (slagvægt, klæbende vægt, plug-in vægt, klemvægt)
- Materiale og
- Sådan fungerer det (statisk eller dynamisk).
Efter EU-kommissionens beslutning den 27. juni 2002 om udrangerede køretøjer blev brugen af bly i balancevægte forbudt. [2] Siden har forskellige andre materialer været brugt som erstatninger, hovedsageligt zink og stål , samt tin , wolfram og speciel plast, der har en høj densitet .
Der er også dynamiske balancevægte. Disse har endnu ikke fanget op, især på grund af deres begrænsede funktionalitet. Det er en klæbende vægt, som består af et termoplastisk rør, der er fyldt med frit bevægelige stålkugler.
Årsagerne til ubalancen er ujævnt slid på dæk eller slidbaner og ujævn fordeling af hjulkroppen. Derfor skal køretøjets hjul ombalanceres efter dækskift eller andre omarbejdningsoperationer.
Målet er ikke kun at justere tyngdepunktet på hjulet, så det er afbalanceret, så det falder på rotationsaksen , men også sådan, at inertis hovedakse, som er vinkelret på omdrejningshjulet, ikke kun skærer med rotationsaksen, men ligger på den. Derfor skal der ofte fastgøres modvægte på begge sider af fælgen.
Balancemaskiner bestemmer massen, vinklen og siden af fælgen, som modvægten skal fastgøres ved hjælp af en roterende bevægelse og en dynamisk kraftmåling på rotationsaksen.
Roterende maskiner og maskindele
Rotorer eller rotorer og armaturer af elektriske motorer balanceres ofte ved at fjerne den færdige rotors laminerede kerne i form af boringer, hak eller over et stort område. Disse er normalt også afbalanceret dynamisk, dvs. materiale skal muligvis fjernes fra begge ender af rotoren. Ifølge udtrykkene "statisk" og "dynamisk" er den statiske ubalance allerede tydelig, når bilen står stille, mens den dynamiske kun bliver tydelig under drift. Med statisk afbalancering er afbalancering i ét referenceplan tilstrækkeligt i modsætning til dynamisk afbalancering, der finder sted på 2 planer. Ideelt set bør disse være så langt fra hinanden som muligt.
For at kunne operere i enhver position er bevægelsesspiralen med bevægelige spoleinstrumenter afbalanceret. Til dette formål har de modvægte, der kan flyttes eller bøjes i forhold til markøren. Af en lignende årsag skal balanceuret på et ur være omhyggeligt afbalanceret. Ellers vil ur fejl afhænger af orienteringen af uret. Vibrationer og lejeslitage spiller ikke en rolle her.
De roterende masser af vaskemaskiner, centrifuger og centrifuger til reagensglas kan ikke afbalanceres på grund af deres princip (fordi indholdet ændres og fordelingen normalt er ujævn). Derfor er deres rotationsakser bevægeligt monteret i en elastisk og dæmpende suspension for at reducere kræfterne på lejerne og miljøet. Moderne vaskemaskiner udfører ofte først en centrifugeringscyklus ved lav hastighed og forsøger derefter at omfordele vasketøjet ved at køre frem og tilbage, før centrifugeringscyklussen begynder med fuld hastighed. De har en accelerationssensor på tromleophænget til at overvåge ubalancen.
Resterende ubalancer fører til en såkaldt kritisk hastighed, hvormed det oscillerende overordnede system (fjedermassesystem, der består af rotormasse og aksel eller af total masse og suspension / fundament) kan komme i resonans . Den kritiske hastighed er en fare, især på højhastighedsmaskiner (turbiner, centrifuger osv.); den reduceres ved god afbalancering, ved elastisk, dæmpende affjedring eller ved at køre særligt hurtigt gennem den kritiske hastighed under opstart.
Feltbalancering
Det meste af den industrielle afbalancering finder sted på særlige balanceringsbænke eller balanceringsmaskiner, hvor barrotoren er fastspændt. Rotoren er derfor ikke afbalanceret i driftstilstand, men "for sig selv". De fleste balanceringsbanker er "hårde" og derfor "kraftmålende", hvilket betyder, at testobjektets rotor næsten ikke vibrerer, og ubalancen kan udledes direkte af den målte kraft.
En alternativ metode er den såkaldte "Field balancing", hvor rotoren er afbalanceret i den installerede tilstand i den pågældende maskine, [3] i kørslerne alligevel. Kraftmåling, som normalt ikke er mulig direkte, erstattes af en vibrationsmåling. I modsætning til balancebænken er det ikke umiddelbart muligt at udlede ubalancen fra den målte svingning i den oprindelige tilstand. I stedet tager man omvejen via test -ubalancemasser, hvormed en defineret, kendt ubalanceændring indføres i systemet. Dette kan bruges til at kalibrere vibrationsmåling, så der bestemmes et lineært forhold mellem ubalance og vibration. Disse såkaldte "påvirkningskoefficienter" er en kompleks 2x2 matrix i to-niveau balancering.
Den faktiske ubalance kan udledes af vibrationsmåling via forholdet bestemt på denne måde. Balancevægte kan indstilles i overensstemmelse hermed.
Feltbalancering har den fordel, at rotoren er afbalanceret uden afmontering på stedet og ved den nominelle hastighed under driftsbetingelser. Succesen eller fiaskoen er umiddelbart synlig.
litteratur
- Adolf Lingener : Balancering. Teori og praksis . Verlag Technik, Berlin og München 1992, ISBN 3-341-00927-2 .
- Hatto Schneider: Balanceringsteknologi . 7. udgave. Springer, Berlin et al. 2007, ISBN 978-3-540-49091-3 .
- Hæveserie Balancing Practice fra Schenck RoTec GmbH .
- Tewes, Olaf: Innovation i balancering af vægte. I: AutoWheelsReifen - gummidæk. Nr. 6, 2006, s. 113-114.
Individuelle beviser
- ^ Balanceteknologi , lærebog af Hatto Schneider.
- ↑ EUR-Lex: Europa-Parlamentets og Rådets direktiv 2000/53 / EF af 18. september 2000 om udrangerede køretøjer. Hentet 15. juli 2021 .
- ↑ German Institute for Standardization (red.): DIN ISO 21940-13 . August 2012.