Forståelse af den stive rotor

1. Definition: Hvad er en stiv rotor?

A Stiv rotor er en rotor, der ikke bøjer, afbøjer eller ændrer form væsentligt under påvirkning af sine egne ubalance kræfter ved dens driftshastighed. Med henblik på afbalancering betragtes en rotor som stiv, hvis den kører med en hastighed, der er mindre end 70-75% af dens første kritisk hastighed.

Hovedprincippet for stiv rotorbalancering er, at ubalancefordelingen langs rotorens længde ikke ændrer sig, når rotorens hastighed ændres. Det betyder, at en balancetilstand opnået ved lav hastighed på en balanceringsmaskine stadig vil være gyldig og effektiv, når rotoren betjenes med sin meget højere driftshastighed.

Langt de fleste almindelige industrielle rotorer, såsom elmotorankere, ventilatorer, pumper og remskiver, behandles som stive rotorer.

2. Stiv vs. Fleksibel rotor

Sondringen mellem stive og fleksible rotorer er et af de vigtigste koncepter inden for rotorbalancering:

Stiv rotor

• Driftshastighed: Langt under dens første kritiske hastighed (typisk < 75%).
• Opførsel: Bøjer eller flekser ikke på grund af centrifugalkræfter. Dens ubalanceegenskaber er uafhængige af hastighed.
• Afbalanceringsprocedure: Kan afbalanceres ved en enkelt, bekvem lav hastighed. En standard toplansafbalancering er tilstrækkelig til at korrigere evt. dynamisk ubalanceDen internationale standard for afbalancering af stive rotorer er ISO 21940-11.

Fleksibel rotor

• Driftshastighed: Nærmer sig, passerer igennem eller opererer langt over en eller flere af sine kritiske hastigheder.
• Opførsel: Bøjer og flekser, når den passerer gennem kritiske hastigheder. Ubalancekræfterne får rotoren til at ændre form (afbøje), og placeringen af det "tunge punkt" kan synes at forskyde sig.
• Afbalanceringsprocedure: Meget mere kompleks. Kræver flerplansafbalancering (ofte mere end to planer) og skal udføres ved eller nær driftshastigheden for at tage højde for rotorens bøjning. Specialiserede teknikker er påkrævet.

3. Vigtigheden af den "rigide" antagelse

Antagelsen om, at en rotor opfører sig stift, er det, der muliggør praktisk, økonomisk og sikker afbalancering på industrielle afbalanceringsmaskiner. Disse maskiner roterer typisk rotorer ved relativt lave hastigheder (et par hundrede omdr./min.) af hensyn til sikkerhed og mekanisk enkelhed.

Hvis en rotor er virkelig stiv, ubalance Målt ved 400 o/min på afbalanceringsmaskinen vil være den samme ubalance, der forårsager vibrationer ved 3600 o/min i marken. Ved at korrigere den ved lav hastighed løses problemet for høj hastighed. Hvis rotoren faktisk var fleksibel, ville en afbalancering ved lav hastighed være ineffektiv, da rotoren ville bøje og udvise en helt anden ubalancetilstand ved sin højere driftshastighed.

4. Hvornår betragtes en rotor som stiv?

Beslutningen om at behandle en rotor som stiv er baseret på dens geometri og driftshastighed:

• Korte, stumpede rotorer: Rotorer, der har en stor diameter i forhold til deres længde (som en slibeskive eller en skivebremse), er næsten altid stive.
• Lange, slanke rotorer: Rotorer, der er lange og tynde (som en drivaksel eller en flertrins kompressorrotor), er mere tilbøjelige til at være fleksible, især hvis de arbejder ved høje hastigheder.

I sidste ende er den definitive test forholdet mellem driftshastigheden og den første kritiske hastighed. Hvis dette forhold er lavt, er en stiv rotorbalanceringsmetode passende og vil være vellykket.

← Tilbage til hovedindekset