Statik Balanssızlık

Genellikle disk biçimli rotorlarda, (ince formlu) gözlemlenir. Tek bir düzlemde balanssızlık vardır ve rotorun bu balanssızlık nedeniyle rotor eksenine paralel yönde bir salınım yapar. Tek bir düzlemde (ağırlık merkezi düzleminde) balanslama yaparak giderilir. Rotorun durumuna göre ağırlık ekleme ya da ağırlık eksiltme metodu kullanılır.

Dinamik Balanssızlık

Bir rotor üzerinde iki farklı düzlemde farklı ağırlık değerlerine ve açılarına sahip balanssızlık ölçülürse, buna da dinamik balanssızlık denir. Dinamik balanssızlık statik balansa ek olarak ayrıca rotor eksenine dikey yönde de bir titreşim oluşturur. İki farklı düzlemde balanssızlık ölçümü yapılır, her iki düzlemde de ağırlık ekleme ya da eksiltme yöntemi ile rotor dengelenir.

Çoğu zaman titreşimin balans alarak giderilebileceğiz düşünülür oysa titreşimin tek nedeni balanssızlık değildir. Titreşimin nedenlerinden ancak bir tanesi balanssızlıktır.

Balanslama, balanssızlık dışında hiçbir şeyi düzeltmez.

Titreşime neden olabilecek birçok şey vardır:

Hatalı hizalama, eğik mil, stator üzerinde sürtünmüş bir mil, hasarlı yataklar, türbülans, kavitasyon, yağ dönüşü, yetersiz yağlama, gevşek bağlantılar, yıpranmış dişliler, stator sargıları, kırık rotor çubukları ve balanssızlık.

Hatalı Hizalama

Eğer herhangi bir parçayı tahrik eden motor bir kaplin ile bağlıysa, paralel ve açısal kaçıklık için bir risk vardır. Bu durum radyal ve eksenel yönde 1X ve 2X dönme hızında titreşime neden olur.

Motor ya da parça içindeki çarpıklık, yatakların eksenin (hizanın) dışına çıkmasına neden olur. Mile dik olmayan rulmanlar da problemdir.

Hasarlı Rulmanlar

Özellikle olması gerekenden daha dar bir deliğe sahip bir kasnağa rulman monte etmek için çekiç/tokmak kullanarak darbe yoluyla monte etmek rulmanlara hasar verebilir. Montaj sırasında darbeler rulmanlarda oyuklara veya bilye ve bileziklerde çatlamalara neden olabilir. Rulmanın montaj aparatı yerine vurarak veya çekiçle takılması sonucu rulman bozulabilir ve kasıntı ile mile dik bir şekilde oturmayabilir. Bu durumda ortada gözle görülür bir hasar olmayabilir ancak malzemenin şekli değiştiğinden, aşınma çok daha kısa bir süre içinde oluşmaya başlayacaktır.

Rulmanları yanlış takılmış bir motordan ne bekleyebiliriz?

Titreşim, Ses, sürtünme, kısa ömür…

Bükülmüş Mil

Oda sıcaklığında tam yükte çalışan düz bir milde eğilme olabilir, özellikle ısınma etkisi düzensizse. Aşırı kayış gerginliği bir mili bükebilir, ayrıca kısa sürede rulman arızasına neden olabilir. Yavaş döndürülmediği takdirde uzun millerde sarkma olur. Diğer mil problemleri işleme hatalarının sonucu olabilir.

Türbülans

İdeal olarak bir fan, eşit şekillendirilmiş ve eşit aralıklarla monte edilmiş pervanelere sahip olmalıdır. Uygulamada ise her pervane birbirinden farklıdır. Sonuç olarak fanın bir bölümü diğerine göre daha fazla itme kuvveti üretir. Dönen itme kuvveti balanssızlığa neden olur. Düzgün monte edilmemiş, kanatlar arasında eşit mesafe olmayan fan veya pompa gibi benzeri parçalarda itme kuvveti veya basınçtan kaynaklanan titreşim oluşur. Bu tipte bir fan balanslanabilir fakat tam yükte yine titreşim olacaktır.

Hidrodinamik veya Aerodinamik Balanssızlık

Örnek olarak eksantrik monte edilmiş bir pompa çarkı 1x rpm basınçta titreşime neden olur ve bu titreşimin nedeni balanssızlık gibi görünür. Kuru çalışmada pürüzsüz çalışır fakat su içerisinde yükte çalıştığında titreşim oluşacaktır. Bu etkiler genellikle hidrolik ya da aerodinamik balanssızlık olarak nitelendirilir.

Kavitasyon

Pompalar ile ilgili diğer bir problem olan kısıtlı giriş, fanda düşük basınç alanı oluşturur ve pompada kavitasyona neden olur. Kavitasyon malzemenin aşınmasına ve performans düşüklüğüne neden olur. Kavitasyonun başka nedenleri de vardır fakat temelde, kavitasyon pompanın optimum akıştan ve ana koşullardan uzak faaliyet göstermesinden kaynaklanmaktadır.

Kavitasyon rpm ile bağlantılı olmayan yüksek frekanslı gürültüler üretir. Bu basınç dengesizliği aşınmalara neden olacak ve bu yüzden ömrü kısalacaktır.

Yağ Çevrimi

Yağ tabakalı rulmanlarda çok radyal boşluk veya çok küçük radyal yük varsa rulmanlar dengesiz hale gelebilir. Bunun sonucundan milin rulman etrafındaki dönüş hızı milin hızının %50’sinin altına düşecektir. Temel problem, titreşim enerjisini dağıtacak yeterli sönümlemenin olmamasıdır.

Boşluk

Yere düzgün sabitlenmemiş makinelerde aşırı titreşim olacaktır. Makinanın enerjisinin abzorbe olmasını kontrol eder ve yetersiz bağlantı çok yüksek genliklerde titreşime neden olur. Bazen titreşim mil dönüş devrinin 2X veya 3X katıdır ama bazen sistemdeki parçanın rezonansı ile ilgili olarak farklı frekanslarda ortaya çıkabilir. Bu problem montaj yüzeyinin düzgün olmaması veya motor ayaklarının altına doğru kalınlıkta tek parça yerine, ince ayar pullarının kullanılmasından kaynaklanabilir. Makineler her zaman düzgün bir zemine boşluksuz olarak, rijid bir biçimde sabitlenmelidir.

Rulman Yağlaması

Aşırı yağlama rulman bilyaları ve ruloların dönmesi yerine kaymasına neden olur ve bu aşırı ısıya neden olabilir – aşırı yağlama sık karşılaşılan bir problemdir. Yağlama eksikliği ise gürültü ve hızlı aşınmaya neden olur. Doğru yağ kullanımı (kıvamı, cinsi) kritik bir konudur. Birçok problemin nedeni doğru olmayan yağlama veya kirlenmiş yağların kullanımına dayanmaktadır.

Aşınmış ve Hasarlı Dişli

Dişliler sessiz ve titreşimsiz çalışması için çok sıkı toleranslarda imal edilmelidir. Üretimden ve montajdan kaynaklanan küçük hatalar dengesiz yüklenmeye ve hızlı aşınmaya neden olabilir. Parça yüzeylerindeki aşınmalar vibrasyona neden olur. Dişli oranları düzgün seçilmezse (asal sayı dişliler) dişli parça yüzeyinde dalgalanmalara neden olur-sürücüsü sık bir dişin, tahrik dişlisindeki dişlere çarpması sonucu hızlı aşınma, gürültü ve titreşime neden olur. Örnek: 2/1 dişli oranındaki, sürücü üzerindeki dişli #1, diğer sürücüdeki dişli #1 ile her iki çevriminde bir isabet eder.

Balanssızlık

Balanssızlık rulmanlarda radyal yüklenmelere neden olur.

Balanssızlık rotorun bir özelliğidir, motor devrine göre değişiklik göstermez. Titreşim hızı ise, dönme hızı ile doğru orantılı olarak değişir. Merkezkaç kuvveti devrin karesine göre değişir.

Rotor Nasıl Balanssız Hale Gelir?

Çalışan rotorda zamanla madde birikimi ve aşınmalar meydana gelir. Yabancı madde hasarları ve termal etkiler, milin bel vermesi ve rotor stator losyonları da oluşturabilir. Bakım, çoğu zaman “çalışma koşullarında değişiklik yapılması” anlamına gelir. Demonte etme süreci, rulmanların değiştirilmesi, temizlenmesi ve tekrar montajının yapılması farklı durumlara neden olacaktır. Bu da kasıtsız olarak istenmeyen sonuçlar doğuracaktır.

Titreşimin veya balanssızlığın değişmesi için herhangi bir neden gözlenmiyorsa, aşırı yükler (tork veya radyal) mil boyunca bir çatlağa neden olmuş olabilir. Bu çatlak giderilmediğinde sonuç milin kırılması olacaktır. Balanssızlık mil montajının (rulmanlar ile) kütle dağılımının bir özelliğidir. Balanssızlık değişmiş ise mutlaka bazı mekanik değişiklikler buna neden olmuştur. Bakım sonrası rotor mutlaka balanslanarak, kütle dağılımı uygun hale getirilmelidir ve o şekilde montaj yapılmalıdır. Son montaj yapıldıktan sonra tekrar balans üzerinde kontrol edilmelidir, bu şekilde montaj sonrası diğer dönen aksamların da balansı kontrol edilmiş olacaktır, tolerans dışı olma durumunda tekrar üzerinde final balanslama yapılmalıdır. Bu işlemler parça tiplerine ve özelliklerine göre uygulama değişikliği gösterebilir.