Портативный микропроцессорный прибор ЦБ-2 предназначен для балансировки и центрирования роторов и валов различных механизмов (эл. двигателей, вентиляторов, насосов, компрессоров, шпиндельных узлов и т.п.).

Прибор используется при проведении монтажных и ремонтных работ с целью снижения вибрации и, соответственно, динамических нагрузок, действующих на элементы конструкции. При этом существенно повышается ресурс подшипниковых узлов и работы целом как подшипников, так и всего механизма.

Использование прибора позволяет исключить потребность в балансировочных станках, так как балансировка роторов выполняется в собственных подшипниках без разборки механизма.

Достоинством прибора является возможность обеспечения высокой точности и стабильности показаний, достигаемая за счет использования специального алгоритма обработки вибрационного сигнала, поступающего с датчиков.

Прибор прост в эксплуатации, имеет всего четыре управляющих клавиши и ориентирован на технический персонал на уровне слесарей-ремонтников 4-5 разряда. Работа с прибором ведется в режиме диалога, причем вся необходимая информация выводится на жидкокристаллический дисплей в виде текстовых сообщений и указаний клавиши, которую необходимо нажать для продолжения работы по программе.

Весь процесс балансировки (центровки), включающий в себя измерение вибрации (или относительного смещения полумуфт), необходимые расчеты и вывод на индикацию информации о величине и месте установки корректирующих грузов (или информации о перемещении опор прицентровываемой машины) осуществляется в автоматизированном режиме.

Разработчиками предусмотрена возможность доработки прибора с учетом требований заказчика по дополнительным видам измерений.

Прибор может быть эффективно использован в качестве измерительной системы балансировочного станка.

В настоящее время СКБ "Индикатор" разработан новый прибор ЦБ-3, превосходящий ЦБ-2 по всем параметрам и его заменяющий.

В рекламе своей продукции все указанные фирмы отмечают высокую эффективность их аппаратуры для решения задач балансировки. Однако, в прилагаемой к приборам технической документации отражаются только метрологические характеристики приборов и практически отсутствуют критерии, по которым можно оценить эффективность достижения заданного качества балансировки.

Указанные критерии также отсутствуют в стандарте ИСО 2371-74 "Балансировочный комплект. Описание и характеристики", регламентирующем требования к балансировочным комплектам.

Учитывая то обстоятельство, что практически все балансировочные приборы используют близкие алгоритмы балансировки, таким критерием может служить достижение минимального остаточного дисбаланса за определенное количество выполняемых пользователем промежуточных операций. Указанный подход к оценке качества балансировочной аппаратуры был применен предприятием ОАО "СЕВКАВЭЛЕКТРОРЕМОНТ", где в середине 2002 г. были проведены сравнительные испытания приборов трех различных фирм. В испытаниях участвовали прибор мод. СД-11, изготовленный фирмой "ВАСТ" (г. Санкт-Петербург), мод. ЦБ-2, изготовленный ОАО "СКБ "Индикатор" (г. Санкт-Петербург) и мод. БИП-9М.

Результаты испытаний приведены в прилагаемом к данной статье отчете, представленном ОАО "СЕВКАВЭЛЕКТРОРЕМОНТ".

Как видно из указанного отчета, наибольшая эффективность балансировки была достигнута при использовании прибора мод. ЦБ-2, с помощью которого вибрация балансируемого ротора была снижена в первой плоскости с 3,18 мм/сек до 0,14 мм/сек, а во второй плоскости с 7,08 до 0,02 мм/сек. Достижение подобного результата объясняется тем, что в приборе мод. ЦБ-2 используется специальный алгоритм обработки вибрационного сигнала, обеспечивающий возможность получения минимальной погрешности при измерении фазы вибрации в условиях зашумленности сигнала и нестабильности частоты вращения балансируемого ротора.

С помощью прибора мод. БИП-9М удалось снизить вибрацию балансируемого ротора в первой плоскости до 0,89 мм/сек, а во второй плоскости до 0,67 мм/сек.

Наихудшие результаты были получены при использовании прибора мод. СД-11, с помощью которого вибрацию балансируемого ротора удалось снизить в первой плоскости только до 1,23 мм/сек, а во второй плоскости до 0,65 мм/сек.

С учетом изложенного представляется целесообразным проведение более представительных сравнительных испытаний балансировочных приборов различных фирм, которые в настоящее время представлены на российском рынке. Это в значительной степени позволит облегчить потребителю выбор наиболее качественной и эффективной балансировочной аппаратуры.

Как показывает опыт эксплуатации и контроля роторных механизмов различных типов (вентиляторов, компрессоров, насосных агрегатов, мощных электродвигателей, генераторов и т.п.), основные причины выхода этих механизмов из строя связаны с повышенными динамическими нагрузками, действующими на подшипниковые узлы и приводящими к их преждевременным повреждениям и разрушениям. Величины указанных динамических нагрузок в первую очередь зависят от качества балансировки и центровки механизмов, которые можно оценивать по уровню вибрации, измеряемой на подшипниковых узлах механизма.

Исследования отечественных и зарубежных специалистов [1] показали, что длительная эксплуатация подшипников машин возможна при уровнях вибрационной нагрузки по ускорению не превышающей 0.1g или соответственно 2-6 мм/сек по среднему квадратическому значению виброскорости. Соблюдение указанных требований позволяет избегать усталостного разрушения элементов подшипников, связанного в первую очередь с высокими знакопеременными нагрузками. Кроме того, снижение вибрации приводит к уменьшению опасности разрушения масляного слоя, разделяющего детали подшипника, что снижает интенсивность их абразивного износа. Формально указанные требования отражены в международном стандарте ИСО 2372-1974Е [2], устанавливающем допуски на вибрацию различных типов машин с учетом их мощности. В той же работе [1] приводится формула расчета допустимого уровня остаточного дисбаланса, анализ которой показывает, что увеличение фактического уровня остаточного дисбаланса механизма в два раза по отношению к допустимому сокращает срок службы подшипников в 8 раз.

С учетом изложенного становится очевидным необходимость использования современных методов и средств вибродиагностики, обеспечивающих возможность:

Все эти достоинства прибора мод. ЦБ-2 в сочетании с относительно невысокой стоимостью позволяют получать при его внедрении высокий экономический эффект и быструю окупаемость.

Опыт эксплуатации прибора на предприятиях мукомольной промышленности показал, что прибор окупает себя уже после балансировки 25-30 единиц оборудования. При этом, расход подшипников снижается в два раза и практически полностью исключаются аварии, связанные с повреждением обмоток электродвигателей. Аналогичный опыт, полученный на предприятиях производящих вентиляторы, показал, что при серийном производстве прибор окупается за 3-4 месяца. При этом, резко снижается уровень вибрации вентиляторов, что обеспечивает существенное повышение их эксплуатационной надежности.

Ссылки на использованные источники:
[1] Вибрации в технике. Справочник, т.6, стр.39, 40.
[2] ИСО 2372-1974Е "Механическая вибрация машин с рабочими скоростями от 10 до 200 об/сек."