Wirnik to jeden z najważniejszych elementów wielu maszyn. Wchodzi w skład takich urządzeń jak pompy, sprężarki, dmuchawy, wentylatory, silniki, turbiny czy prądnice. Prawidłowa praca wirnika jest warunkiem optymalnego działania całego mechanizmu, dlatego należy reagować na każde pogorszenie się stanu maszyny wirującej. Jego przyczyną może być niewyważenie wirnika, które albo jest wadą powstałą w procesie produkcji, albo skutkiem eksploatacji urządzenia. W artykule przybliżymy, na czym polega oraz ile kosztuje wyważanie wirników pomp.
Wyważanie wirników - co to jest?
Sytuacją, w której konieczna jest interwencja firmy zajmującej się wyważaniem wirników pomp, jest ich niewyważenie, czyli asymetria mas. Oznacza to, że rozłożenie masy wirnika jest nierównomierne względem jego osi wirowania i powstaje duża niezrównoważona siła odśrodkowa, co niekorzystnie wpływa na pracę całej pompy. Innymi słowy, jeśli wirnik jest idealnie wyważony, jego środek ciężkości znajduje się na osi obrotu dokładnie w punkcie „zero”. Każde przesuniecie względem tego punktu, czyli pojawienie się niezrównoważonej masy skutkuje niewyważaniem wirnika pompy.
Wyważanie wirników pomp jest powszechnie stosowaną operacją technologiczną, którą wykonuje się w trakcie produkcji nowych maszyn, ale także w czasie ich eksploatacji lub przy remoncie. Żeby móc rozpocząć wyważanie, należy najpierw przeprowadzić pomiar niewyważenia, czyli skontrolować drgania, które generuje wirnik. Są one wynikiem obracania się niewyważonego wirnika wokół centralnej osi masy. Łożyska ograniczają jednak ten ruch, przez co siła odśrodkowa niewyważonego elementu pompy powoduje intensywne wibracje. Następnym krokiem jest korekcja masy wirnika przez jej dodawanie lub ujmowanie w celu kompensacji niewyważenia. Żeby zwiększyć masę, należy dodać materiał poprzez spawanie, zgrzewanie, naklejanie, a także nabijanie odważników czy wkręcanie śrub. Z kolei, żeby ująć masę, stosuje się szlifowanie, wiercenie lub frezowanie.
Po dodaniu lub odjęciu masy suma sił odśrodkowych, a więc także suma niewyważeń powinna być jak najmniejsza. Wynika to z faktu, że masy będą rozłożone symetrycznie względem osi obrotu wirnika pompy, więc będą się równoważyć. Wirnik pompy jest wówczas wyrównoważony. Na końcu naprawy należy dokonać ponownych pomiarów, żeby potwierdzić prawidłową korekcję rozkładu masy.
Wyważanie wirników - dlaczego trzeba je przeprowadzać?
Już po objawach niewyważenia wirnika pompy można stwierdzić, że jego działanie nie jest poprawne. Intensywne wibracje generują uciążliwy hałas, który zmniejsza komfort pracy osób obsługujących maszynę, a tym samym ich wydajność i bezpieczeństwo. Oprócz tego wyważanie wirników pomp jest korzystne, ponieważ:
- zmniejsza ryzyko awarii i pozytywnie wpływa na niezawodność maszyny;
- wydłuża żywotność urządzeń, więc umożliwia ich ekonomiczne wykorzystanie;
- zwiększa bezpieczeństwo w trakcie obsługiwania maszyny, ponieważ wyważony wirnik to lepsza kierowalność i hamowanie;
- odpowiada za precyzyjną pracę urządzenia, które nie jest obarczone wpływem intensywnych drgań;
- w skrajnych przypadkach nadmierne wibracje maszyny mogą doprowadzić do wypadku, wskutek poluzowania się jej części lub uszkodzenia instalacji elektrycznej.
Wszystkie powyższe warunki prawidłowego działania pompy są priorytetem dla producentów, którzy starają się odpowiednio wyważyć masy na etapie procesu produkcyjnego. Nie zmienia to faktu, że eksploatacja maszyny może wpłynąć na niewyważenie wirnika, który będzie trzeba skorygować we własnym zakresie.
Wyważanie wirników pomp - rodzaje niewyważenia
Można wyróżnić kilka rodzajów niewyważenia. Najczęściej spotykane przypadki, to:
- niewyważenie dynamiczne - centralna główna oś bezwładności wirnika jest przesunięta względem osi wału i nie przecina jej. Innymi słowy, oś wirnika i oś bezwładności są skośne. Ten typ niewyważenia zmniejsza się poprzez wyważanie dynamiczne, które przeprowadza się w minimum dwóch płaszczyznach korekty. Używa się do niego wyważarek pionowych lub poziomych, ponieważ występuje praktycznie w każdym wirniku;
- niewyważenie statyczne - oś wirnika oraz centralna główna oś bezwładności są równoległe, co powoduje przesunięcie środka bezwładności ze środka geometrycznego. Nazywa się je statycznym, ponieważ jest widoczne bez wirowania, kiedy wirnik ustawi się na dwóch krawędziach pomiarowych. Koryguje się je przez dodanie lub odjęcie materiału po odpowiedniej stronie wirnika za pomocą wyważarki pionowej;
- niewyważenie momentowe - w tym przypadku główna oś przeciwna oś wału w środku ciężkości wirnika;
- niewyważenie quasi-statyczne - oś wirnika i centralna główna oś bezwładności przecinają się poza ośrodkiem ciężkości.
Wyważanie wirników pomp - cena
To, ile kosztuje wyważanie wirników, zależy od kilku czynników, m.in. rodzaju niewyważenia, ewentualnych usterek spowodowanych nadmiernymi drganiami, wagą maszyny oraz ilością materiału, który trzeba dodać lub odjąć. Dokładna cena usługi jest ustalana po dokonaniu pomiaru drgań i innych niezbędnych czynności diagnostycznych oferowanych przez firmę Silkon.