Typy nevyváženosti (CS)
typy nevyváženosti
Poloha hmotného středu a hlavních os setrvačnosti je určena rozložením hmotnosti
uvnitř dílu. Pokud se osa otáčení neshoduje s hlavní osou setrvačnosti, způsobuje to různé typy nevyváženosti.
Je důležité rozlišovat mezi nevyvážeností a korekcí vyváženosti. Nevyváženost je hromadná vlastnost
. Charakteristikou dílu se stává, když je definována osa otáčení. Korekce vyvážení
se používá jak ke změně vlastností hmoty, tak ke zlepšení souososti osy otáčení se středem hmoty
a/nebo s centrální hlavní osou. Obojí lze vyjádřit jako hmotnosti a poloměry a mají společnou terminologii
. V této části je také popsána nevyváženost jako vlastnost hmoty a její typy.
STATICKÁ NEVYVÁŽENOST
Stav statické nevyváženosti nastane, když střed hmotnosti neleží na ose otáčení. Statická nerovnováha
je také známá jako silová nerovnováha. Statická nevyváženost je v podstatě ideální stav, má
další podmínku, aby osa otáčení byla rovnoběžná se střední hlavní osou – žádná dvojice
nevyváženosti.
Obecně lze statickou nevyváženost korigovat jedním závažím. Korekce se tedy provádí v rovině hmotného středu a stačí k posunu hmotného středu na osu otáčení. Závěrem je důležité sladit korekci s počáteční nevyvážeností, aby se střed hmotnosti posunul přímo k ose otáčení.
Lze shrnout, že statickou nevyváženost lze zjistit na rotujících i nerotujících vyvažovačích.
NEROVNOVÁHA PÁRU
Za prvé, existuje specifická podmínka, kdy centrální hlavní osa setrvačnosti není rovnoběžná s osou otáčení. Párová nevyváženost je v technických předmětech často prezentována jako dynamická nevyváženost, nicméně
tento termín definuje jinak. ISO 1925 a je vyhrazen pro obecnější případ kombinované statické
a párové nevyváženosti. Nevyváženost páru, jak je definována, je ideálním stavem. Zřetelně se k němu váže další podmínka
, že pokud střed hmotnosti leží na ose otáčení, nedochází ke statické nevyváženosti.
Párová korekce vyžaduje přiložení dvou stejných závaží k obrobku v úhlu 180 stupňů od sebe ve dvou rovinách korekce
. Vzdálenost mezi těmito rovinami se nazývá párové rameno. Zatímco statickou nevyváženost
lze měřit pomocí nerotujícího vyvažovacího zařízení, párovou nevyváženost lze měřit pouze na
rotujícím vyvažovacím zařízení.
DYNAMICKÁ NEROVNOVÁHA
Nejobecnější případ nevyváženosti, kdy střední hlavní osa není rovnoběžná s osou otáčení a neprotíná ji
.
Dynamická nevyváženost se také označuje jako dvourovinná nevyváženost, což znamená, že pro úplné odstranění dynamické nevyváženosti je nutná korekce ve dvou rovinách
. V této situaci musí specifikace dvourovinného vyvažování obsahovat axiální umístění korekčních rovin, aby byla úplná. Dynamická nevyváženost zachycuje veškerou nevyváženost, kdykoli se v rotoru vyskytne.
Tento typ nevyváženosti lze měřit pouze na rotujícím vyvažovacím zařízení, protože zahrnuje párovou nevyváženost.
KVAZISTATICKÁ NEROVNOVÁHA
Stručně řečeno, jedná se o zvláštní formu dynamické nevyváženosti, kdy vektory statické a párové nevyváženosti leží ve stejné rovině. Centrální hlavní osa protíná osu otáčení, ale hmotný střed neleží na ose otáčení
.
To je případ, kdy je jinak vyvážený rotor změněn (přidáno nebo odebráno závaží) v rovině
v určité vzdálenosti od středu hmotnosti. Z tohoto důvodu změna vytváří statickou nevyváženost a také párovou
nevyváženost. Naopak rotor s kvazistatickou nevyvážeností lze vyvážit jedinou korekcí o správné
velikosti v příslušné rovině.
JEDNOTKY NEVYVÁŽENOSTI
Korekce vyvážení se obvykle zadávají jako přidání nebo odebrání závaží na poloměru. Hmotnostní jednotky nebo jednotky hmotnosti
mohou být libovolné vhodné měrné jednotky. Nejčastěji používanými jednotkami hmotnosti jsou unce
a příležitostně i libry, ale nejběžnějšími jednotkami hmotnosti jsou gramy (g) nebo kilogramy (kg).
Je třeba vzít v úvahu kapacitu a přesnost dostupného vážicího zařízení, aby bylo zajištěno, že přesnost hmotnosti je pro daný úkol dostatečná.
Nejčastější kombinace používané k určení nevyváženosti jsou unce v palcích, gramy v palcích, gramy v milimetrech, gramy v centimetrech a kilogramy v metrech.
POHYB NEVYVÁŽENÝCH ČÁSTÍ
Jaký vliv má nevyváženost na rotující součást? Na jedné straně, pokud jsou uložení rotoru tuhá, mohou být síly
působící na ložiskové podpěry velmi vysoké a potenciálně škodlivé. Tyto síly jsou příčinou nerovnováhy. Zřetelně se jedná o odstředivé síly, které byly popsány dříve.
Na druhou stranu u pružných uložení je díl volně omezen a může vykazovat velké amplitudy posunutí. Amplituda vibrací je úměrná nevyváženosti a je omezena vzdáleností mezi středem hmoty a osou otáčení. Většina aplikací je tedy kombinací obou.
