У вращающихся деталей машин и механизмов, в данном случае – ротора турбокомпрессора, из-за дисбаланса возникает повышенная вибрация и как следствие — разрушение или преждевременный износ подшипников и других узлов. Кроме того, повышенная вибрация ведет к увеличению шума, что негативно сказывается на условиях труда машиниста тепловоза.
Например: Несбалансированная масса весом 200 г при частоте вращения 3000 об/мин на радиусе 500 мм создаёт центробежную силу 10000 Н.
Дисбаланс является произведением массы и расстояния от оси центра тяжести до оси вращения детали.
Если дисбаланс действует только в одной плоскости, то он называется статическим дисбалансом. Он характеризуется параллельным смещением оси центра тяжести относительно оси вращения.
При динамическом дисбалансе центр тяжести детали лежит на оси вращения: ось центра тяжести и ось вращения наклонены друг к другу:
В большинстве случаев имеется комбинация статического и динамического дисбаланса.
Балансировка означает такое уравновешивание детали, при котором ось центра тяжести и ось вращения по возможности совпадают. Это означает, что распределение массы вращающегося тела при балансировке уравновешено настолько, что свободные центробежные силы тела, вращающегося вокруг своей оси вращения, обусловленной конструктивно, не превышает установленных границ.
Существует два основных способа балансировки:
- Балансировка добавлением материала (утяжелением).
- Балансировка удалением материала (облегчением).
Плоскости балансировки
Плоскость балансировки или плоскость коррекции — это воображаемая плоскость, пересекающая деталь перпендикулярно оси вращения, причем добавление или удаление материала производится в точках пересечения этой плоскости с поверхностью детали.
Динамическая балансировка
Динамическая балансировка производится в двух плоскостях.
Максимальная чувствительность может быть равна минимально достижимому остаточному дисбалансу только в случае балансировки идеального ротора, то есть ротор точность обработки поверхностей опорных цапф которого сопоставимы с величиной 0,05 гхмм/кг или, что более понятно 0,05 мкм.
На практике качество обработки поверхностей цапф или при балансировке в собственных подшипниках, качество подшипников не позволяет достигать такого низкого остаточного дисбаланса.
Точность балансировки указывает максимальный остаточный дисбаланс, выраженный гхмм на 1 кг. массы ротора, допускаемый после выполнения балансировки. Остаточный дисбаланс 1 гхмм/кг соответствует смещению центра тяжести на 1 мкм при массе тела 1 кг.