مقناطیسی لیویٹیشن موٹر روٹرز کا متحرک توازن: G1.0 اور G2.5 معیارات اور جانچ کے عمل کا ایک جامع تجزیہ

مقناطیسی لیویٹیشن موٹرز ، اپنے کنٹیکٹ لیس آپریشن، صفر رگڑ اور اعلی کارکردگی کے فوائد کے ساتھ، آہستہ آہستہ تیز رفتار گھومنے والی مشینری کے لیے روایتی موٹروں کو مرکزی دھارے کے انتخاب کے طور پر بدل رہی ہیں۔ تاہم، تیز رفتار آپریشن کے دوران، مقناطیسی لیویٹیشن روٹر میں معمولی بڑے پیمانے پر سنکی بھی شدید غیر متوازن وائبریشن کا سبب بن سکتی ہے، جو براہ راست لیویٹیشن کی درستگی، آپریشنل استحکام اور موٹر کی سروس لائف کو متاثر کرتی ہے۔ لہذا، متحرک توازن - گھومنے والی مشینری کے لئے ایک اہم مینوفیکچرنگ عمل - خاص طور پر مقناطیسی لیویٹیشن موٹرز کے لئے اہم ہے۔

یہ مضمون منظم طریقے سے ISO متحرک توازن کے معیارات میں G1.0 اور G2.5 گریڈ کے درمیان معنی اور فرق کی تشریح کرتا ہے، اور مقناطیسی لیویٹیشن موٹر روٹرز کے لیے متحرک توازن جانچ کے عمل کا گہرائی سے تعارف فراہم کرتا ہے۔

I. ISO ڈائنامک بیلنسنگ گریڈ سسٹم کا جائزہ

متحرک توازن کے درجات کی درجہ بندی ISO 1940 معیار (اب ISO 21940-11 میں اپ ڈیٹ ہو چکی ہے) سے شروع ہوتی ہے، جسے 1940 میں انٹرنیشنل آرگنائزیشن فار اسٹینڈرڈائزیشن (ISO) نے قائم کیا تھا۔ یہ معیار سخت روٹرز کے توازن کے معیار کو 11 درجات میں تقسیم کرتا ہے۔ 2.5 کے فیکٹر سے

بیلنس گریڈ کو حرف 'G' سے ظاہر کیا جاتا ہے جس کے بعد ایک نمبر آتا ہے۔ اس کا جسمانی معنی  روٹر کی سطح پر زیادہ سے زیادہ قابل اجازت کمپن کی رفتار ہے ، جس کا اظہار mm/s میں ہوتا ہے، اور اسے مخصوص عدم توازن (g·mm/kg) کے طور پر بھی ظاہر کیا جا سکتا ہے۔ گریڈ نمبر جتنا چھوٹا ہوگا، توازن کی درستگی اتنی ہی زیادہ ہوگی۔

بنیادی حساب کتاب کا فارمولا

آئی ایس او کے معیار میں، بیلنس گریڈ G، روٹر سنکیسیٹی e، اور کونیی رفتار ω کے درمیان تعلق ہے:

جی = ω × ای ​​/ 1000

کہاں:

·  G - بیلنس کوالٹی گریڈ (mm/s)

·  ω - آپریٹنگ کونیی رفتار (ریڈ/s)

·  ای - قابل اجازت سنکیتا (μm)

یہ فارمولہ متحرک توازن کے جوہر کو ظاہر کرتا ہے:  توازن کی درستگی کا انحصار نہ صرف بقایا عدم توازن کی شدت پر ہے بلکہ روٹر کی آپریٹنگ رفتار پر بھی ہے ۔ رفتار جتنی زیادہ ہوگی، اسی عدم توازن کی وجہ سے ہونے والی کمپن اتنی ہی زیادہ ہوگی، اس طرح زیادہ توازن کی درستگی کی ضرورت ہوتی ہے۔

II G1.0 اور G2.5: معیاری تشریح اور درخواست کے منظرنامے۔

G2.5 - صنعتی موٹرز کا ' ورک ہارس'

G2.5  سب سے زیادہ استعمال ہونے والا بیلنس گریڈ ہے۔  چھوٹی اور درمیانے درجے کی موٹر انڈسٹری میں اس کے اہم اطلاق کے منظرناموں میں شامل ہیں:

• گیس ٹربائنز

• مشین ٹول اسپنڈلز

• چھوٹے اور درمیانے درجے کی الیکٹرک موٹرز

روایتی موٹروں کے لیے، G2.5 گریڈ پہلے سے ہی صنعتی ایپلی کیشنز کی وسیع اکثریت کی کمپن اور شور کی ضروریات کو پورا کرتا ہے۔ IEC کے معیارات واضح طور پر بتاتے ہیں کہ اعلی کارکردگی والی موٹروں کے لیے روٹر بیلنس گریڈ G2.5 تک پہنچنا چاہیے۔

G1.0 - پریسجن موٹرز کے لیے 'اعلیٰ معیار'

G1.0 ایک اعلی درستگی والا بیلنس گریڈ ہے، جس کے تقاضے G2.5 سے 2.5 گنا زیادہ سخت ہیں۔ عام ایپلی کیشنز میں شامل ہیں:

• پیسنے والی مشین ڈرائیوز

• چھوٹے صحت سے متعلق موٹر روٹرز

• اعلی صحت سے متعلق مشین ٹول اسپنڈلز

• آڈیو اور ویڈیو ڈرائیو ڈیوائسز

مقناطیسی لیویٹیشن موٹرز کا انتخاب کیسے کریں؟

مقناطیسی لیویٹیشن موٹرز عام طور پر روایتی موٹرز (دسیوں ہزار آر پی ایم یا اس سے زیادہ) کے مقابلے بہت زیادہ رفتار پر کام کرتی ہیں، اور کمپن اور لیویٹیشن کی درستگی کے لیے ان کے تقاضے انتہائی متقاضی ہیں۔ لہذا، مقناطیسی لیویٹیشن موٹرز کے لیے ڈائنامک بیلنسنگ گریڈ کے انتخاب میں درج ذیل عوامل پر جامع غور کرنا چاہیے۔

1. آپریٹنگ اسپیڈ : تیز رفتار بیلنس گریڈ کی سخت ضرورتیں عائد کرتی ہے۔

2. درخواست کا منظر نامہ : درست آلات (جیسے مقناطیسی لیویٹیشن مالیکیولر پمپ اور فلائی وہیل انرجی اسٹوریج سسٹم) کے لیے اکثر G1.0 یا یہاں تک کہ G0.4 کی ضرورت ہوتی ہے۔

3. روٹر کی سختی : لچکدار روٹرز کو اعلی توازن کی درستگی کی ضرورت ہو سکتی ہے۔

عملی انجینئرنگ میں، بہت سی مقناطیسی لیویٹیشن موٹرز کی توازن کی ضروریات  پہلے ہی G2.5 سے آگے نکل چکی ہیں اور G1.0 یا یہاں تک کہ G0.4 کی طرف بڑھ رہی ہیں۔.

III قابل اجازت بقایا عدم توازن کا حساب

بیلنس گریڈ G کا تعین کرنے کے بعد، اگلا مرحلہ روٹر کے جائز بقایا عدم توازن کا حساب لگانا ہے۔ یہ متحرک توازن کی جانچ میں سب سے اہم مقداری اشارے ہے۔

حساب کے فارمولے

ISO معیار کے مطابق، جائز بقایا عدم توازن U_per کا حساب اس طرح کیا جاتا ہے:

U_per = 9549 × G × m/n

یا

U_per = G × M / (ω × 1000)

کہاں:

• U_per - قابل اجازت بقایا عدم توازن (g·mm)

• G - بیلنس کوالٹی گریڈ (mm/s)

• m/M - روٹر ماس (کلوگرام)

• n - آپریٹنگ اسپیڈ (rpm)

• ω - آپریٹنگ کونیی رفتار (rad/s)

حساب کتاب کی مثال

فرض کریں کہ مقناطیسی لیویٹیشن موٹر روٹر کا وزن 50 کلوگرام ہے اور آپریٹنگ سپیڈ 30,000 rpm ہے:

• اگر  G2.5  کو منتخب کیا گیا ہے: U_per = 9549 × 2.5 × 50 / 30000 ≈  39.8 g·mm

• اگر  G1.0  منتخب کیا گیا ہے: U_per = 9549 × 1.0 × 50 / 30000 ≈  15.9 g·mm

یہ دیکھا جا سکتا ہے کہ انہی شرائط کے تحت، G1.0 کے لیے جائز بقایا عدم توازن G2.5 کے لیے اس کا صرف 40% ہے۔ تیز رفتار مقناطیسی لیویٹیشن موٹرز کے لیے، اس کا مطلب ہے  ملیگرام کی سطح کے وزن کو تراشنے والی درستگی.

تصحیح طیاروں کو مختص کرنا

ایسے روٹرز کے لیے جن کے لیے دو طیاروں کے توازن کی ضرورت ہوتی ہے (لمبائی سے قطر کا تناسب> 0.5)، دو درستی طیاروں کے درمیان کل قابل اجازت عدم توازن کو تقسیم کیا جانا چاہیے۔ مختص تناسب کا حساب عام طور پر اصلاحی طیاروں سے روٹر کے مرکز ثقل تک کے فاصلے کے الٹا تناسب میں کیا جاتا ہے۔

چہارم مقناطیسی لیویٹیشن موٹر روٹرز کے لیے متحرک توازن جانچ کے عمل

مقناطیسی لیویٹیشن موٹرز کا متحرک توازن روایتی موٹروں سے بنیادی طور پر مختلف ہوتا ہے، ان کے منفرد سپورٹ طریقہ کی وجہ سے -  مقناطیسی بیرنگ کے ذریعے کنٹیکٹ لیس لیویٹیشن.

1. روایتی توازن کے طریقوں کی حدود

روایتی توازن کے طریقوں کے لیے ایک وقف بیلنسنگ مشین کی ضرورت ہوتی ہے جہاں روٹر کو پیمائش اور اصلاح کے لیے مکینیکل بیرنگ (رولر یا V-بلاکس) کی مدد حاصل ہوتی ہے۔ تاہم، مقناطیسی لیویٹیشن روٹر کی اصل آپریٹنگ حالت کو مقناطیسی بیرنگ کی لیویٹیشن قوتوں کی مدد حاصل ہے۔ مکینیکل سپورٹ حقیقی کام کے حالات کی تقلید نہیں کر سکتی اور اضافی معاونت میں خلل ڈال سکتی ہے۔

2. مقناطیسی لیویٹیشن روٹرز کے لیے توازن کے طریقے

(1) آن لائن توازن

آن لائن توازن سے مراد توازن کی کارروائیوں کو انجام دیا جاتا ہے  جب مقناطیسی لیویٹیشن سسٹم نارمل کام میں ہو ۔ بنیادی تصور یہ ہے کہ روٹر وائبریشن سگنلز حاصل کرنے کے لیے مقناطیسی بیئرنگ سسٹم (ڈسپلیسمنٹ سینسرز، کرنٹ سینسرز، وغیرہ) میں شامل سینسر استعمال کریں، اور پھر عدم توازن کی شدت اور مرحلے کا اندازہ لگانے کے لیے الگورتھم کا استعمال کریں، اس طرح اصلاح کی حکمت عملی کا تعین کریں۔

یہ طریقہ روٹر کو آلات سے الگ کرنے کی ضرورت کو ختم کرتا ہے، توازن کی کارکردگی کو بہت بہتر بناتا ہے۔

(2) آزمائشی وزن سے پاک توازن

روایتی توازن کے طریقوں میں اثر و رسوخ حاصل کرنے کے لیے متعدد ٹرائل رن (آزمائشی وزن → پیمائش → ایڈجسٹنگ) کی ضرورت ہوتی ہے، جو کہ غیر موثر ہے۔ اس سے نمٹنے کے لیے، محققین نے  مقناطیسی بیرنگ کے فعال کنٹرول کی خصوصیات پر مبنی آزمائشی وزن سے پاک توازن کے طریقے تجویز کیے ہیں۔.

یہ طریقہ جامد لیویٹیشن حالت میں قابل کنٹرول برقی مقناطیسی قوتیں پیدا کرنے کے لیے مقناطیسی بیرنگ کی فعال کنٹرولیبلٹی کا فائدہ اٹھاتا ہے، ان سینٹرفیوگل قوتوں کی نقل کرتا ہے جو گردش کے دوران حقیقی آزمائشی وزن پیدا کرتی ہیں۔ یہ طریقہ کار کو نمایاں طور پر آسان بناتے ہوئے، آزمائشی وزن کو جسمانی طور پر نصب کیے بغیر اثر و رسوخ کی نشاندہی کرنے کی اجازت دیتا ہے۔

(3) آن سائٹ بیلنسنگ

آن سائٹ بیلنسنگ سے مراد آلات کی تنصیب کے اصل مقام پر کیے جانے والے توازن کی کارروائیاں ہیں۔ روایتی طریقوں کے برعکس جہاں روٹر کو ہٹا کر ٹیسٹ کی سہولت میں بھیجا جاتا ہے، سائٹ پر بیلنسنگ  پورے سسٹم کے جامع اثرات  (بشمول برداشت کی سختی، تنصیب کی شرائط، فاؤنڈیشن وائبریشن وغیرہ) کو مدنظر رکھتی ہے، توازن کے نتائج فراہم کرتے ہیں جو اصل آپریٹنگ حالات سے بہتر طور پر میل کھاتا ہے۔

3. عام جانچ کا طریقہ کار

مثال کے طور پر ایک مقناطیسی لیویٹیشن سینٹرفیوگل بلور کو لے کر، ایک عام متحرک توازن جانچ کا طریقہ درج ذیل ہے:

مرحلہ 1: پہلے سے معائنہ
توازن سے پہلے، روٹر کو بصری اور جہتی معائنہ سے گزرنا چاہیے تاکہ اس بات کی تصدیق کی جا سکے کہ اس میں کوئی مشینی نقائص، گڑبڑ یا غیر ملکی مادہ نہیں ہے۔

مرحلہ 2: ابتدائی پیمائش
ایک وقف شدہ بیلنسنگ مشین یا مقناطیسی لیویٹیشن سسٹم پر، کمپن کے طول و عرض اور فیز ڈیٹا کو جمع کرنے کے لیے آپریٹنگ رفتار کے تقریباً 70% پر ٹرائل رن انجام دیں۔

مرحلہ 3: عدم توازن کی شناخت
سگنل پروسیسنگ کے ذریعے، روٹر کے ہم وقت ساز وائبریشن جزو کو نکالیں، اور اسے روٹر ڈائنامکس ماڈل کے ساتھ جوڑ کر عدم توازن کی شدت اور مرحلے کا اندازہ لگائیں۔

مرحلہ 4: تصحیح اور توثیق
کیلکولیشن کے نتائج کی بنیاد پر، مخصوص پوزیشنوں پر وزن شامل کریں یا ہٹائیں، پھر اس بات کی تصدیق کے لیے دوبارہ پیمائش کریں کہ ہدف بیلنس گریڈ حاصل کر لیا گیا ہے۔

مرحلہ 5: فل اسپیڈ رینج کی توثیق
آپریٹنگ اسپیڈ رینج کے اندر ایک سے زیادہ اسپیڈ پوائنٹس پر وائبریشن کی پیمائش کریں (بشمول انتہائی قریب کی رفتار) اس بات کو یقینی بنانے کے لیے کہ ہر رفتار پر وائبریشن کی سطح ضروریات کو پورا کرتی ہے۔

4. مقناطیسی لیویٹیشن بیلنسنگ میں تکنیکی چیلنجز

مقناطیسی لیویٹیشن روٹرز کو متوازن کرنا کئی منفرد چیلنجز پیش کرتا ہے:

• لچکدار روٹر اثرات : تیز رفتار مقناطیسی لیویٹیشن روٹرز اکثر اہم رفتار سے اوپر کام کرتے ہیں اور لچکدار روٹر ہوتے ہیں۔ ان کی غیر متوازن تقسیم رفتار کے ساتھ مختلف ہو سکتی ہے، جس کے لیے کثیر موڈل توازن کی ضرورت ہوتی ہے۔

• برقی مقناطیسی قوت کی مداخلت : مقناطیسی بیرنگ کی برقی مقناطیسی قوتیں خود اضافی مطابقت پذیر کمپن قوتیں متعارف کروا سکتی ہیں، جن کی الگورتھم میں تمیز اور معاوضہ ہونا ضروری ہے۔

•  سینسر کی درستگی : نقل مکانی اور موجودہ سینسر کی درستگی غیر متوازن شناخت کی وشوسنییتا کو براہ راست متاثر کرتی ہے۔

V. نتیجہ

متحرک توازن ایک اہم مرحلہ ہے جو مقناطیسی لیویٹیشن موٹر کو محض 'گھمنے کے قابل ہونے' سے لے کر 'اچھی طرح سے گھومنے' تک لے جاتا ہے۔ G1.0 اور G2.5 صرف دو عددی لیبل نہیں ہیں۔ وہ مختلف صحت سے متعلق سطحوں اور انجینئرنگ کی ضروریات کی نمائندگی کرتے ہیں۔ مقناطیسی لیویٹیشن موٹرز کے لیے، جیسے جیسے رفتار بڑھتی جا رہی ہے اور ایپلیکیشنز زیادہ نفیس ہوتی جا رہی ہیں، G2.5 سے G1.0 اور اس سے بھی زیادہ درستگی والے درجات کی طرف بڑھنا ایک ناگزیر رجحان بن گیا ہے۔

اسی وقت، مقناطیسی لیویٹیشن موٹرز کے منفرد سپورٹ طریقہ نے جدید توازن کے عمل کو جنم دیا ہے جیسے آن لائن توازن اور آزمائشی وزن سے پاک توازن۔ یہ ٹیکنالوجیز نہ صرف توازن کی کارکردگی کو بہتر کرتی ہیں بلکہ متحرک توازن کو 'پری شپمنٹ انسپیکشن مرحلہ' سے ایک 'فل لائف سائیکل مینٹیننس ٹول' میں بھی تبدیل کرتی ہیں۔

معیارات کو سمجھنا، طریقوں میں مہارت حاصل کرنا، اور درستگی کے ساتھ عمل کرنا – یہ مقناطیسی لیویٹیشن موٹر روٹرز کے لیے متحرک توازن کا بنیادی جوہر ہے۔