Yerinde Balans

Yerinde Balans Nedir ?
Bir cismin kütle dağılışının, bu cismin kendi ekseni etrafında, serbest merkez kaç kuvvetlerinin meydana gelmeksizin dönebilecek şekilde düzeltilmesine dengeleme denir. Fiziksel olarak malzeme alışverişine olanak tanıyan ortamlarda makineler sökülmeden yerinde balanslanabilir. Bunun getirisi, işletmedeki duruş zamanını kısaltarak, daha az işgücü ve daha az parça değişimi ile tasarruf sağlanmasıdır.

Dengesizlik problemi bulunan bir fan, normal koşullarda yerinden sökülerek balansa gönderilir. Bunun için gerekirse işletme durur. Fan, uzun uğraşlar ile kimi zaman oldukça zahmetli olarak yerinden sökülür, varsa yerine yedeği takılır, yoksa mümkün olan en yakın balanssızlık tezgahında dengesizlik probleminin giderilmesi beklenir. Bu arada, balans tezgahına konan fanın rulmanları ve hatta şaftı sökülür ve tezgah koşullarında sadece FAN dengelenir.

Taşıma yöntemi de dengesizlikte aktif rol üstlenir. Herhangi bir sebeple, taşındığı araç üzerinde teraziye alınmayan fan, sarsıntıdan dolayı, tezgahta ne kadar iyi dengelense de, yerine takıldığında tekrar balanssızlık gösterebilecektir. Çoğunlukla balansı alınan parça, yeni rulmanlar ve çeşitli yeni parçalar ile yerine monte edilir. İşletme körlüğünden kaynaklanan Kasnakta – Kaplinde olası balanssızlık kaynakları göz ardı edilerek fan devreye alınır.

Yerinde Balans, yeni üretilen bir parçanın balansının alınması için bir çözüm değildir. Tezgahta balansı alınan bir parçanın yerine diğer parçalar takıldıktan sonra, kalan balanssızlığı alma, zamanla olacak aşınmalardan kaynaklanan dengesizliği çözmeye yönelik bir tekniktir.

Arıza Kaynağının Belirlenmesi
Makinalar çalışırken belirli titreşimler üretir. Arıza nedeni ile normal olan titreşim seviyesinin yükselmesi, makine ömrünü kısaltacaktır. Bu durumda yapılacak işlem, titreşimin hangi sebepten dolayı artmaya başladığının analiz edilmesidir.Yapılan incelemede, arıza nedeninin balanssızlık olduğu tespit edilirse, dönen aksamda dengesizliğe sebep verecek koşullar incelenir.

Balanssızlık
Dengesizlik, dönel elemanın öngörülen merkez dışında dönmesinden oluşur. Geometrik merkez ile ağırlık merkezinin bir olmaması bu sonucu verir. Bu farklılık, şaftın dönme devri frekansında yüksek titreşime neden olur. Bu titreşimin genlik değeri, titreşim arttıkça yükselecektir.

Kritik hızda çalışan bir makine, dengesizlik varmış gibi işaretler verebilir. Bu nedenle yerinde balans işlemi öncesi BODE (Genlik/RPM, Faz açısı/RPM) grafikleri alınarak durum kontrol edilmelidir. Aksi takdirde, ön şartlanma ile yapılacak balans işlemlerinden olumlu sonuç alınamayacaktır.

Balanssızlık nedenleri
Ø Kanatlara düzensiz bir şekilde malzeme sarmış olabilir,
Ø Parçanın şaft takılacak merkez işlemesinde, geometrisinde bir hata olabilir,
Ø Dökümde, görünmeyen noktalarda boşluk kalmış olabilir,
Ø Kama ve kama yolu uyumsuz olabilir,
Ø Çevresel takılı cıvata, pul pabuç gibi nesnelerde ağırlık farklılıkları olabilir,
Ø Isı değişimlerinden malzeme şekil değiştiriyor olabilir,
Ø Makine montajından gelen bir problem olabilir,
Ø Aşınmalar olmuştur,
Ø Su buharı yoğunlaşmıştır,
Ø Gözle görünmeyen noktalarda koruma plakaları delinmiş olabilir,
Ø Bakımda, balansı bozabilecek yeni parçalar dönen sisteme monte edilmiş olabilir,
Ø Kaynak dolgu işlemi yapılmıştır.

Her titreşim artışında, gözü kapalı olarak direkt balans işine yönelmek hatalıdır. Problemin sebebi başka bir fiziksel olay olabilir. Önce analiz işi yapılmalıdır. Sorunun dengesizlik olduğu sonucuna varıldıktan sonra yerinde balans işlemine girilmelidir.

Yerinde Balansın Getirisi
Ø Dönen nesne kendi koşullarında dengelenir,
Ø Duruş zamanından, işçilikten, malzemeden tasarruf edilir,
Ø Yedek parça problemlerini azaltır,
Ø Söküp takma işlemi süresince karşılaşılan diğer sorunları ortadan kaldırır,
Ø Hassasiyeti balans tezgahından daha yüksektir. Çünkü yalnızca rotor değil, aynı rotora bağlanmış tüm parçaların oluşturduğu bütünün balansı alınır.

TİTREŞİM ANALİZİ İLE BALANSSIZLIK TEŞHİSİ

Balanssızlık; Spektrum grafiğinde; 1x RPM frekansında sabit değişmeyen ve kökünde şişme olmayan tepecik olarak görünür. Dalga formu grafiğinde; 1x RPM periyodunda sinüs deseni olarak görünür.

Direkt Balanssızlık problemi olabilmesi için; Radyal ölçümlerde, yatay ve dikey ölçümler arası genlik farkı %75’ten fazla olmamalıdır. (Örneğin ; Dikey genlik, 10 iken, yatay genlik 2.5 gibi). Eğer böyle bir fark oluşursa, sistem rezonansa gider ve direkt balanssızlık problemi olmaktan çıkar. Eğer direkt balanssızlık problemi olduğu düşünülüyorsa, Radyal olarak sadece yataydan tek bir ölçüm alınması ve bu şekilde balans yapılması mümkün olabilir.

Balanssızlığın giderilmesinde, %10’luk devir değişimine izin verilir. Örneğin; n = 1000 d/dak. ise, değişim 900 d/dak. gibi. Gerçekte ise, izin verilen ve ölçülebilen devir farkı ± 20 d/dak.’dır. Yani 1000 d/dak. için ölçülen devir 980 d/dak. olmaktadır.
Balanssızlığın giderilmesi 2 şekilde olabilmektedir.
1- Tek düzlemde dengeleme
2- 2- Çift düzlemde dengeleme

Balanssızlık giderme işleminde önce kaç düzlemde (kesitte) dengeleme yapılacağına karar verilir. Daha sonra kaç yataktan (rulmandan) ölçüm alınacak ona karar verilir. Daha sonra kaç noktadan ölçüm alınacak ona karar verilir.

Aşağıda balanssızlığı giderilecek sisteme bakıldığında;
- 2 düzlemde dengeleme için gerekli ölçüm düzlemleri
- 2 yataktan ölçüm alındığında gerekli yataklar
- 4 noktadan ölçüm alındığında gerekli noktalar gösterilmiştir. Burada ayrıca ölçüm noktalarına temas edilirse, 1. ve 2. ölçüm noktaları kaplin veya kayış tarafı (iç yatak) olan yataktan alınan ölçümleri, 3. ve 4. ölçüm noktaları ise, dış yataktan alınan ölçümleri göstermektedir. Yatay ölçümler için kare, dikey ölçümler için daire işareti kullanılmaktadır.

Açılara bölünme isteniyorsa, bu fan kanatlarına göre 4, 6 veya 8 açıya göre yapılabilir yada istenilen açı kadar bölünebilir. Burada dikkat edilmesi gereken; ağırlıkların fanın çevresine (kanat uçlarına) konulmasıdır. Bunun sebebi; ağırlığın konduğu mesafe merkezden ne kadar uzaksa gereken ağırlık o kadar az olur.

Balanssızlığın Vektör Kolu Grafiği İle İncelenmesi

Yatay ve dikey ölçümlerde, 1 x RPM frekansındaki kuvvet kolunun faz açısı ölçülerek balanssızlığa karar verilir. Yatay ve dikey ölçümlerde, 1 x RPM frekansındaki kuvvet kolunun (tepeciklerin) faz açısı 0 yada 1800 civarında ise 1 x RPM frekansındaki tepeciğin nedeni Rezonanstır. Eğer yine, Yatay ve dikey ölçümlerde, 1 x RPM frekansındaki kuvvet kolunun faz açıları 90 ± 300 farklı ise, 1 x RPM frekansındaki tepeciğin nedeni Balanssızlık olacaktır. 900 fark, yatay ve dikey ölçüm arasındaki farktır. Deneme ağırlığı kuvvet kolunu en az 300 oynatabilmeli.

Alınan faz açısı ölçümleri, balanssızlık tipinin belirlenmesini sağlar. 2 tip balanssızlık vardır.
1- Statik balanssızlık = Rotor dönüş ekseninin, ağırlık merkezi eksenine paralel olma halidir. Bu durumda, rotorun her iki yatağında titreşim ve faz açısı değerleri birbirine yakın olacaktır.
2- Dinamik balanssızlık = Rotor dönüş ekseninin ağırlık merkezi ekseni ile kesişmemesi halidir. Gerek titreşim değerleri ve gerekse faz açıları arasında bir benzerlik yoktur.

Eğer yataklar arası yatay ve dikey ölçümler arasındaki fark ± 300 olursa, statik balanssızlık, bu fark daha fazla ise dinamik balanssızlıktır. Yine yukarıdaki bilgileri tekrarlamak gerekirse, bir yatak için yatay ve dikey ölçümler arasındaki fark 90 ± 300 olmalı ki, balanssızlık problemi olabilsin. Aşağıdaki grafik dinamik balanssızlığı ifade etmektedir. Dinamik balanssızlık halinde, çift düzlemde dengeleme yapılacaktır.

Reflektör bandı yapıştırılırken,

DURAN : SAAT 1200 YANİ 00

DÖNEN : 00 YADA 1 NO’LU KANAT olmasına dikkat edilir.

Takometre yeri, fan dönüş yönü tersi 900 dir. 1. fan kanatı reflektör bandının yapıştırıldığı yerdir. Diğer kanatlar sırasıyla gösterilmiştir. Bunları vermemizin sebebi, balans ağırlıklarının eklenmesinde fan kanat yerlerinin bilinmesi gerekir.