Hiện tại máy cân bằng động đang được sử dụng rộng rãi tại thị trường Việt Nam và trên toàn thế giới. Có rất nhiều phương án để cân bằng các trục động cơ, các rotor ... bằng các phương pháp khác nhau. Trong tài liệu sẽ hướng dẫn các bạn sử dụng thiết bị cân bằng động của hãng CEMB sử dụng truyền động bằng khớp nối và dây đai để truyền động cùng với bộ điều khiển B10 của thiết bị.
Trang 1HƯỚNG DẪN SỬ DỤNG MÁY CÂN BẰNG ĐỘNG
MODEL: ZB300/G/TC/GV
Trang 21 CƠ SỞ LÝ THUYẾT VỀ CÂN BẰNG
1.1 Khái niệm cân bằng động và cân bằng tĩnh
- Cân bằng tĩnh là cân bằng trên 1 mặt phẳng quay, có thể không cần đo pha, chỉ
cần máy đo rung cầm tay là được Khái niệm tĩnh ở đây không phải là đứng yênđâu, hồi trước người ta có làm như thế này: đặt trục lên 2 gối là 2 lưỡi dao để tìm
vị trí nặng nhất Nhưng bây giờ cho quay ở tốc độ cố định rồi đo, tính toán ra thôi
- Cân bằng động là cân bằng từ 2 mặt phẳng quay trở lên Về lý thuyết tính toán thìdùng ma trận hệ số ảnh hưởng
1.2 Mất cân bằng của rotor
Là hiện tượng rung động của rotor do lực ly tâm khi quay, nguyên nhân là sựkhông đồng nhất về vật liệu và hình dạng của rotor Có thể hình dung như rotordược gắn thêm hai khối lượng dôi dư tại hai mặt phẳng xử lý cân bằng hoặc trọngtâm của rotor không nằm trên trục quay của nó
Ví dụ: Cánh búa sống của trục nghiền khoai mì có thể xem là một loại rotor mềm.Khi vận hành đúng tốc độ thiết kế thì các cánh búa mới có thể bung ra hết để làviệc, hoặc những lồng ly tâm dạng mỏng, khi làm việc đúng tốc độ có thể bị biếndạng Buly, bánh đà, rotor động cơ điện, quạt công nghiệp… là những rotor cứng
1.4 Mặt phẳng xử lý cân bằng
- Là những mặt phẳng vuông góc với trục quay của rotor được tùy chọn phù hợpvới kết cấu rotor Trên những mặt phẳng này người ta xử lý cân bằng bằng cáchthêm hoặc lấy ra bớt vật liệu
1.5 Xử lý cân bằng động tại hai mặt phẳng
- Trong cân bằng động phải xử lý cân bằng tại ít nhất hai mặt phẳng (vuông gócvới tâm quay) vì như thế mới xử lý được mất cân bằng momen Trong trường hợprotor chỉ mất cân bằng tĩnh, hay rotor có chiều dài rất nhỏ so với đường kính, ta chỉcần xử lý tại một mặt
1.6 Máy cân bằng động hệ mềm, máy cân bằng động hệ cứng
- Cách đây vài thập niên, khi máy cân bằng động được đưa vào sử dụng, các trụccon lăn được gắn trên bệ có thể dịch chuyển tịnh tiến để đo mức độ chấn động
Trang 3nhằm đánh giá mất cân bằng Các máy cân bằng động sử dụng nguyên lý trên đượcgọi là máy cân bằng động hệ mềm.
Với sự xuất hiện của kỹ thuật biến đổi năng lượng bằng thạch anh để đo lực, thìphương pháp trên không được dùng nữa Những máy cân bằng động có các trụccon lăn được gắn trên bệ cố định, sử dụng piezo hay những cảm biến lực khác để
đo lực và xác định lượng mất cân bằng được gọi là máy cân bằng động hệ cứng
1.7 Máy cân bằng động nhiều tốc độ
- Mỗi rotor có một cơ hệ khác nhau Do đó cần phải cân bằng ở các tốc độ thíchhợp sao cho tín hiệu cân bằng được rõ ràng nhất (ít nhiễu) Ngoài ra tùy theo khốilượng rotor, mức độ mất cân bằng và độ nhạy của máy cân bằng mà ta quyết địnhtốc độ cân Đối với các chi tiết nặng, lượng mất cân bằng chưa biết trước nếu cânbằng tại một tốc độ ấn định có thể gây nguy hiểm thì phải cân bằng ở tốc độ thấptrước sau đó mới tốc độ cân bằng để xác định lượng mất bằng còn lại Vì vậy yêucầu máy cân bằng động phải có nhiều tốc độ
2 MÔ TẢ VÀ KẾT CẤU MÁY
2.1 Thông số kỹ thuật
Khối lượng tối đa của rotor đối xứng trên các ổ lăn 450 kg
Đường kính của Rotor qua băng máy 1000 mm
Đường kính Rotor lớn nhất khi sử dụng dây đai
- TCI 400mm
- TCN 300mmKhoảng cách lớn nhất giữa khớp Các đăng và đường
tâm của giá đỡ xa nhất với băng máy 3000mm
2100 mm
Khoảng cách nhỏ nhất giữa đường tâm các giá đỡ 150 mm
Đường kính gối trục rotor với giá tiêu chuẩn 5-100 mm
và đường kính đai truyền PN² max
200x106 kg (RPM)²Giá trị mất cân bằng min 0,8 gr.mm
Trang 4Giá trị nhỏ nhất đạt được còn mất cân bằng theo từng
gối đỡ
0,5 gr.mm / KG
Tỷ lệ độ giảm mất cân bằng 95 %
2.2 Các thành phần của máy
Hình 1 Máy với truyền động kiểu khớp nối
Hình 2 Máy với truyền động kiểu băng tải
Trang 5Hình 3: Chi tiết các gối đỡ
Hình 4: Chi tiết kiểu dây đai băng trượt dẫn hướng1- Khung
Trang 62- Thiết bị khóa gối đỡ khung
3- Bộ kiểm soát thay đổi chiều cao con lăn mang tải4- Thiết bị khóa con lăn mang tải
5- Con lăn mang tải
19- Bộ điều chỉnh trượt gối đỡ
20- Van điều chỉnh độ căng dây đai thủ công
21- Bao che bảo vệ puly
22- Thiết bị điều chỉnh lưu lượng trên xilanh khí nén23- Bộ căng dây đai xilanh khí nén
24- Động cơ dẫn động kiểu dây đai
25- Bộ lọc, điều chỉnh, bôi trơn cho khí nén
26- Photocell
27- Cữ chặn trục rotor
28- Dây đai dẫn động
29- Bộ chuyển đổi điện áp
30- Puly dẫn động kiểu dây đai
31- Phanh điện từ
3 THỨ TỰ LẮP ĐẶT VÀ VẬN HÀNH
Trang 73.1 Mở niêm cất và vận chuyển
Khi dùng cần cẩu để vận chuyển máy trong thùng, không được để máy nghiêngnhiều về một phía nào đó cũng như không được gây va đập vào đáy và các thànhbên Trong trường hợp vận chuyển theo mặt phẳng nghiêng thì góc nghiêng khôngđược vượt quá 15 độ Lúc vận chuyển không được phép:
- Đặt thùng máy trên các căn lăn có đường kính lơn hơn 10mm
- Đặt thùng lên các cạnh đáy hoặc lật thùng
Sau khi mở niêm cần phải kiểm tra trạng thái bên ngoài của máy cũng như
sự đồng bộ của các bộ phận và tài liệu Vận chuyển máy ở dạng đã phá niêm đượctiến hành thứ tự theo hình dưới đây
3.2 Lắp đặt
Trang 8- Máy được lắp đặt trên nền xưởng và đòi hỏi phải có móng (xem bản vẽ móngmáy) Không được đặt máy gần các thiết bị mà khi chúng làm việc thì gây rungđộng lớn Không được bố trí các nguồn sáng mạnh ở gần máy vì chúng có thể ảnhhưởng đến Photocell.
- Tiến hành đặt máy vào vị trí nèn móng đã được chuẩn bị sẵn theo bản vẽ móng.Cân chỉnh độ cân bằng của máy
- Lắp đặt các kết nối giữa tủ điện với máy
3.3 Chuẩn bị khởi động máy lần đầu
Công việc đầu tiên là tiếp đất cho máy và lắp điện nguồn Mở máy chạy không, nghĩa là đóng động cơ dẫn động Lúc này cần phải quan sát và tin tưởng rằng động
cơ quay theo chiều kim đồng hồ, nếu ta nhìn từ phía pu li dẫn động vào và phanh
đã được ngắt Khi ngắt động cơ thì phanh đóng
- Điều chỉnh khoảng cách giữa các ổ đỡ của máy theo chiều dài của rôto và kẹpchặt chúng lại
- Lắp đặt dẫn động trên hướng đế lắc sao cho pu li dẫn động và các con lăn nằmtrong cùng một mặt phẳng dẫn động của rôto
- Lắp đặt đèn hoạt nghiệm sao cho kim chỉ của nó nằm trong mặt phẳng ngang và
đi qua tâm quay của rôto
- Lắp rôto và dây đai dẫn động lên rôto Điều chỉnh cần bẩy mang các con lăn dẫnhướng để các nhánh của dây đai vào và ra khỏi rôto có hướng thẳng đứng và songsong với nhau
- Tiến hành khởi động máy một số lần và điều chỉnh con lăn dẫn hướng để dây đaikhông bị tuột ra ngoài pu li
Trang 9- Điều chỉnh căng đai để nó không bị trượt khi động cơ tăng tốc hoặc phanh.
4 HOẠT ĐỘNG MÁY
4.1 Nguyên lý hoạt động của máy:
- Rô to nhận chuyển động từ động cơ điện 3 qua bánh đai và dây đai Dây đai đượcdẫn hướng bằng các con lăn
- Bánh đai dẫn động thuộc loại thay thế Đường kính của nó được chọn theo đườngkính của rô to nơi lắp dây đai dẫn động và yêu cầu về số vòng quay khi cân bằng
- Khi đo lượng mất cân bằng người ta sử dụng nguyên lý đo biên độ dao độngtrong mặt phẳng ngang của gối đỡ mang rô to
- Đo vị trí mất cân bằng được thực hiện nhờ hiệu ứng hoạt nghiệm Đèn của bộhoạt nghiệm đóng ngắt trong một thời gian cực ngắn và bằng thời gian của rô toquay được một vòng Phụ thuộc vào hệ thống đo mà tia sáng chiếu lên rôto ở phầnnặng hoặc nhẹ nơi có gắn băng giấy với vạch chia và đánh số thứ tự
- Khi cân bằng do số vòng quay của rôto lớn nên ta cảm giác như đèn sáng liên tục,chỗ được chiếu sáng của băng giấy sẽ là vị trí mất cân bằng cần tìm
- Quá trình đo được tiến hành trên hai mặt phẳng vuông góc với tâm quay của rôto
và đi qua ổ đỡ trên giá đỡ Việc đo lượng chất mất cân bằng và vị trí mất cân bằngtrong 2 mặt phẳng cho phép ta tiến hành cân bằng động các rôto mất cân bằngđộng và tĩnh
5 BẢO TRÌ, LÀM SẠCH VÀ BÔI TRƠN CHO MÁY
Máy phải được bôi trơn định kỳ ở các bộ phận sau: Các ổ bi động cơ, dẫn hướng,các con lăn tỳ, các ổ lắc của đế cụm dẫn động Thời gian và vật liệu bôi trơn đượcchỉ ra trong sau:
Bảng 1
Trang 10Điểm làm sạch và bôi trơn Thời gian Vật liệu bôi trơn, làm
sạch
- Phần tiếp xúc giữa con lăn của gối
đỡ với 2 đầu của Roto (Hình 3)
- Rãnh trượt của gối đỡ với giá
-Hằng tuần-Hằng ngày-Hằng ngày-Khi cần thiết
-Dầu ISO/UNI G68-Giẻ sạch và mỡ ISO/UNI XM2
- Giẻ sạch và dầu ISO/UNI 68
- Rẻ sạch để lau khô-Ni Vô
Chú ý: Có thể dùng dầu, mỡ bôi trơn giống như trong bảng trên hoặc tương đương, tham khảo bảng dưới đây
Trang 12Hình 3
Hình 4
Trang 13Hình 5
Hình 6
Trang 14- Máy chỉ cần được tiếp đất theo các nguyên tắc sử dụng thiết bị điện.
- Sửa chữa máy chỉ được tiến hành khi đã ngắt nguồn điện
- Sau khi kết thúc công việc phải ngắt áptômát
- Cấm dừng rôto đang quay bằng tay hoặc bằng một dụng cụ nào khác
- Cấm sờ tay vào dây đai và các vật đang chuyển động khi máy đang làm việc
- Khi điều chỉnh máy, nếu cần sử dụng khối lượng điều chỉnh cân bằng thì phải hếtsức cẩn thận và phải kẹp chặt vì khối lượng đó có thể văng vào mặt
- Khi điều chỉnh mà rôto đang quay có thể bị nguy hiểm, do đó cần có các biệnpháp như sử dụng đồ gá chuyên dùng hoặc tấm chắn Đồ gá hoặc tấm chắn phảingăn chặn được khả năng dịch chuyển dọc trục và hướng kính của rôto để bảovệcông nhân
- Cấm điều chỉnh máy khi máy đang làm việc
- Để đảm bảo an toàn khi làm việc trên máy, kết cấu của máy đã thực hiện một sốgiải pháp sau:
+ Thiết bị điện và các cụm điều khiển được bố trí phía ngoài khu vực rôto quay vàdây đai dẫn động
Trang 15+ Truyền động đai được bố trí bên trong máy.
+ Cơ cấu hãm gia lắc bảo đảm cố định tin cậy trong thời điểm lắp đặt và tháo rôto,khởi động và dừng máy
+ Phanh điện từ bảo đảm động cơ dừng từ từ, êm dịu
+ Thiết bị điện của máy được bảo vệ bằng hộp kín và tiếp đất
6.3 Xác định độ chính xác cân bằng (trị số mất cân bằng còn lại)
- Khi thang đo của đồng hồ chỉ thị được chia đúng, ta có thể xác định trị số mất cânbằng còn lại theo chỉ thị của đồng hồ
- Trong trường hợp rôto được cân bằng với độ chính xác cao nhất của máy, trị sốmất cân bằng còn lại bằng phương pháp chất tải vòng, tức chất tải theo vòng tròn.Trong trường hợp này tải lần lượt được chất lên 6 hoặc 12 vị trí phân bố đều xungquanh đường tròn của mặt phẳng cân bằng trái và phải Tại từng điểm ta xác địnhtrị số mất cân bằng
- Giá trị của lượng mất cân bằng còn lại P của mặt phẳng cân bằng trái hoặc phảiđược xác định như sau:
P = P.R Amax-Amin/Amax+Amin
Trong đó:
P – Lượng mất cân bằng còn lại (g.cm)
P- Trọng lượng của tải (đất dẻo) (g)
R – Bán kính của đường tròn đặt tải (cm)
Trang 166.4 Một số chú ý khi cân bằng chi tiết
Máy chỉ có thể đảm bảo độ chính xác phù hợp với các đặc trưng kỹ thuật nêu trên(phần 2), nếu chúng ta tuân thủ nguyên tắc khai thác và sử dụng Trong trường hợp
ổ bi trên rôto có chất lượng kém hoặc bị bẩn, các bề mặt lắp ghép của ổ bi khôngđồng tâm thì lượng mất cân bằng còn lại có thể lớn hơn trị số cho phép vì chúnggây ra các dao động nhiễu Nếu trên rôto có những khối lượng di chuyển (động)như dầu, tạp bẩn, phoi,… thì sẽ xuất hiện lượng mất cân bằng nhiễu, nghĩa là chỉ
số của đồng hồ thay đổi trong những lần khởi động khác nhau Hiện tượng này rất
dễ xuất hiện khi cân bằng các rôto có cánh tuốc bin lắp không được chặt Vì vậy để
có độ chính xác cao không những phải điều chỉnh máy tốt mà còn phải tìm các giảipháp loại trừ những nguyên nhân trên
Tuy nhiên khi cân bằng những rôto tốt mà không sử dụng các khung, gối đỡchuyên dùng, tức là gá đặt trực tiếp lên ổ trượt của máy, thì trị số mất cân bằng cònlại vẫn lớn hơn dung sai cho phép khi ta cân bằng lại hay cân bằng trên máy kháccùng kiểu Nguyên nhân cơ bản của hiện tượng này độ không đồng tâm của các ổtrượt hoặc ổ bị lắp trên rôto Độ không đồng tâm có thể nhỏ nhưng vẫn làm vênhmáng đỡ vì độ cứng vững của máng rất kém
Để giảm độ không đồng tâm của ổ trượt (máng đỡ) cần phải lắp ổ bi của rôto vào
vị trí trung bình theo chiều dài và không dịch chuyển dọc trục Bề mặt của máng
đỡ cần phải đồng tâm cao.Độ không đồng tâm luôn được kiểm tra nhờ trục gáchuyên dùng
Khi cân bằng rôto trên ổ lăn, đặc biệt là các rôto đã lắp cánh và công xôi, nên sửdụng các đồ gá chuyên dùng, tức là các gối và khung công nghệ Các gối và khungcông nghệ cho từng loại rôto cần phả icó trọng lượng nhỏ, độ cứng vững cao, tần
số dao động riêng theo mọi hướng lớn hơn 2 đến 3 lần tần số cân bằng (số vòngquay của rôto)
Các máng đỡ (gối đỡ) của khung và gối công nghệ cần phải có độ đồng tâm cao.Gối và khung công nghệ được lắp trên máng đỡ của máy, còn rôto thì lắptrên gốicủa khung hoặc gối công nghệ Khi cân bằng các rôto đã lắp cánh cần phải có nắpche kín
Trang 17Gối và khung công nghệ để cân bằng các loại rôto công xôn phải có tấm kẹp phíatrên phù hợp với ổ bi của rôto Các tấm kẹp này thuộc loại tháo lắp nhanh Việc sửdụng khung và gối công nghệ cho phép ta đảm bảo một số yêu cầu cần thiết sau:
Ổ bi không chéo nhau khi cân bằng, tức chúng có độ đồng tâm cao Vị trí của rôtokhi cân bằng gần giống với vị trí làm việc của nó trong máy
Các ổ đỡ không bị tác động của các lực khí động khi cân bằng các rôto có cánh.Các lực này bị khử ngay trên gối công nghệ
Đảm bảo vị trí trọng tâm của rôto công xôi có gối công nghệ nằm giữa hai ổ đỡ củamáy
Đảm bảo các yêu cầu về an toàn lao động
Việc sử dụng khung và gối công nghệ làm tăng trọng lượng của cơ hệ dao động vàgiảm biên độ dao động của rôto, nghĩa là giảm độ nhạy của cụm cơ khí trong hệthống đo Tuy nhiên điều này được bù trừ nhờ dự trữ độ nhạy của hệ thống điện tử,nên cải thiện được tỉ số giữa tín hiệu có ích và nhiễu
6.5 Một số chỉ dẫn về sử dụng và bảo dưỡng kỹ thuật
- Máy phải đo công nhân có tay nghề và được đào tạo phục vụ
- Để kiểm tra trạng thái tốt của máy cân phải thử độ chính xác cân bằng của cácrôto mẫu loại 160 kG không ít hơn một lần trong một năm
- Khi kiểm tra độ chính xác cần thu thập các thông số sau:
+ Trị số lượng mất cân bằng còn lại
+ Sai lệch về vị trí mất cân bằng
+ Phân chia mặt phẳng cân bằng
Trang 18Bảng 2Thông số kiểm tra Phương pháp kiểm tra Sai lệch mma.Độ không song
và trái:
H= Atr – Aphb)Sai lệch vị trí nằm ngang được xácđịnh theo chỉ số của nivô ở hai vị trí biên
I = (Atr – A0) + (Aph – A0)/2Trongđó (Atr – A0) + (Aph – A0)
là giá trị tuyệt đối của hiệu các chỉ
số của nivô ở vị trí giữa và hai bên
Cho phép
0,15/1000
Thực tế
Trang 19Bảng 4Thông số kiểm tra Phương pháp kiểm tra Sai lệch mm
Cho phép
0,3/1000
Thực tế
Bảng 5Thông số kiểm tra Phương pháp kiểm tra Sai lệch mm
dỡ Lắp cầu đo chuyên dùng lên các trục dẫn hướng sao cho đầu
đo của các đồng hồ so tỳ lên:
a)Đường sinh trên của trục gá
b)Đường sinh bên cuả trục gá
Cầu đo chuyên dùng dịch chuyển cùng đồng hồ so dọc theo trục dẫn hướng, thực hiện
đo 4 – 5 lần Trước khi đo cần
cố định máng dỡ để trục gá không dao động
Cho phép
0,05/5000,2/500
Thực tế
7 BỘ ĐIỀU KHIỂN B10/B11
Trang 20Những hoạt động cơ bản được hiển thị sau đây để thực hiện một vòng cân bằng đểtạo ra và lưu trữ một chương trình cân bằng Những hiển thị được làm đơn giảnhóa như các hướng dẫn sử dụng “THAM KHẢO” của các thiết bị đo đạc, kèmtheo tài liệu được cung cấp.
7.1 Chức năng các phím trên bộ điều khiển
Phím Kí hiệu minh họa
Trang 21Quản lý truy xuất nguồn gốc
7.3 Lựa chọn một chương trình đặt sẵn
Một khi đã khởi động, chương trình sử dụng cuối cùng sẽ tự động được cấp Đểlựa chọn một chương trình khác từ một lưu trữ trước, nhấn nút Chương trình(PROGRAM) hoặc Lưu trữ (ARCHIVE), sau đó cuộn qua danh sách chương trìnhbằng việc sử dụng các phím Lên (UP) hoặc Xuống (DOWN) và tải các chươngtrình mong muốn bằng cách nhấn nút TẢI (LOAD)
7.4 Tạo một chương trình mới
Đi tới màn hình cân bằng Để đi tới màn hình này nhấn phím HOME, nhấn nútPROGRAM hoặc ARCHIVE và chọn một chương trình đặt sẵn tương tự như mộtchương trình mới tạo ra Truy cập các tham số thay đổi bằng cách nhấnSECONDARY FUNCTIONS MENU và sau đó DIMENSIONAL CALIBRATIONĐổi tên chương trình trên dòng đầu và thiết lập dữ liệu cấu hình mới cửa rotor theochỉ dẫn được cung cấp