1. Задача балансировки машин в условиях их эксплуатации.

Как уже указывалось, задачей балансировки вращающихся машин является уменьшение инерционных сил, вызванных несбалансированностью частей машины. Эти силы действуют в радиальном направлении относительно оси вала машины. Вдоль оси вала их действие существенно слабее, и вызывается в основном особенностями конструкции машины или наличием в ней дефектов. Однако, в условиях эксплуатации непосредственное измерение величин этих сил затруднено, а в большинстве случаев и невозможно. Поэтому задачей балансировки машины в условиях эксплуатации является уменьшение ее вибрации на частоте вращения путем установки балансировочных масс в соответствующих плоскостях на роторе.

Центробежные силы, возбуждаемые этими массами, могут также скомпенсировать действие радиальных вращающихся составляющих некоторых видов сил иной природы (например, электромагнитных сил) на неподвижные части машины. Поскольку не все из действующих в машине сил на частоте вращения имеют только радиальные вращающиеся составляющие, вибрация машины не может быть устранена полностью.

Кроме того, в многорежимных машинах можно эффективно снизить вибрацию на одном из режимов, но при переходе на другой режим вибрация может существенно возрасти. Одним из примеров этого являются электрические машины с несовпадающими геометрической осью ротора и осью его вращения (динамический эксцентриситет воздушного зазора). В таких машинах при балансировке можно снизить вибрацию корпуса на одном из режимов, но при этом возрастает вибрация ротора. При смене режима вибрация как корпуса, так и ротора может увеличиться.

2. Особенности балансировки машин в условиях их эксплуатации.

Как уже указывалось, балансировка машин в условиях эксплуатации существенно отличается от балансировки на балансировочных станках. Это связано в первую очередь с тем, что измеряются не собственно инерционные силы, а их влияние на сложные механические системы, которыми являются корпуса и опоры машин, опорные рамы и фундаментные конструкции. Кроме того, за редким исключением, в реальных машинах отдельные роторы связаны с другими через валы, рамы и фундаменты и, соответственно, оказывают влияние на них и воспринимают их влияние. Помимо этого, в реальных условиях эксплуатации на машину действуют не только инерционные силы, но и силы другой природы, например, электромагнитные, гидро- и аэродинамические и т.д.

Влияние всех этих условий может привести к тому, что даже при очень тщательно выполненной балансировке ее конечный результат (т.е. остаточная величина дисбаланса) может существенно превышать требуемую величину . В некоторых случаях проведение балансировки вообще невозможно.

Основными причинами, ограничивающими эффективность балансировки, являются следующие:

• дефекты сборки машины, в частности несоосность валов, изгиб линии вала, перекос подшипников;

• существенное различие в жесткостях опор машины в разных направлениях измерения;

• сильно развитые дефекты подшипников, опор и фундаментных конструкций.

Кроме того, при балансировке машин в условиях эксплуатации обычно количество точек измерения параметров вибрации задается нормативными документами. При этом количество доступных плоскостей установки балансировочных масс может быть меньше, чем число точек контроля . Тогда эффективность балансировки ограничена даже теоретически. Этот случай наиболее характерен при одновременной балансировке машины по нескольким режимам ее работы, различающимся, например, по скорости вращения, нагрузкам и т.д.

При проведении балансировки машин в условиях эксплуатации следует учитывать, что такой процесс балансировки практически не поддается автоматизации, так как условия балансировки для каждой машины различны. Поэтому существенной проблемой является поиск и устранение ошибок пользователя при проведении балансировки.

К основным ошибкам можно отнести:

• неправильное измерение параметров вибрации;

• ошибки при установке пробных и балансировочных масс.

Эти ошибки приводят к существенному уменьшению эффективности балансировки или даже к возрастанию вибрации.

Таким образом, возникает настоятельная необходимость насколько возможно уменьшить влияние этих особенностей на процесс проведения балансировки машины в условиях эксплуатации.