Forståelse af rotorexcentricitet
Definition: Hvad er rotorexcentricitet?
Rotorens excentricitet (også kaldet excentricitet eller geometrisk runout) er en tilstand, hvor det geometriske centrum af en Rotor eller rotorkomponenten ikke falder sammen med rotationsaksen (centerlinjen defineret af de bærende lejer). Denne forskydning skaber en situation, hvor rotorens ydre overflade, selvom massen er perfekt afbalanceret, løber "forskydet", hvilket får massemidtpunktet til at kredse om rotationsaksen, når rotoren roterer, hvilket genererer vibrationer identisk med masse ubalance.
Excentricitet er særligt almindeligt i elektriske motorer (fra rotor-til-boringsforskydning), pumper og ventilatorer (fra impellermonteringsforskydning) og alle samlede rotorer, hvor stabling af produktionstolerancer kan skabe geometrisk kast. Det er et væsentligt problem i præcisionsmaskiner, hvor det er afgørende at opretholde en stram koncentricitet.
Typer af rotorexcentricitet
1. Statisk excentricitet (parallel forskydning)
- Beskrivelse: Rotorcenter forskudt fra rotationsaksen, men parallelt med den
- Geometri: Konstant radial forskydning langs rotorens længde
- Effekt: Skaber masseubalance (geometrisk centrum ≠ rotationscentrum)
- Almindelig i: Enkeltskivekomponenter som impeller, remskiver
- Rettelse: Kan ofte korrigeres ved afbalancering eller genmontering
2. Dynamisk excentricitet (vinkelforskydning)
- Beskrivelse: Rotorens centerlinje i vinkel med rotationsaksen
- Geometri: Runout varierer langs rotorens længde
- Effekt: Skaber ubalance i parret og varierende kast
- Almindelig i: Lange rotorer med flere monteringstrin
- Rettelse: Kræver omjustering eller specialiseret afbalancering
3. Sammensat excentricitet
- Kombination af parallel og vinkelforskydning
- Den mest almindelige tilstand i den virkelige verden
- Komplekst udløbsmønster
- Kræver omhyggelig analyse for at skelne fra andre problemer
Almindelige årsager
Produktionstolerancer
- Borekast: Lejeboring ikke koncentrisk med yderdiameter
- Akselkast: Bearbejdningsunøjagtigheder i akseltapperne
- Opbygning: Flere komponenter samlet med toleranceakkumulering
- Variationer i støbning: Kerneforskydning i støbegods skaber variation i vægtykkelse
Monteringsfejl
- Montering uden for center: Impeller eller rotorkomponent er ikke centreret på akslen
- Spændt installation: Komponent vippet under presmontering
- Problemer med nøgle/nøglegang: Montering af overdimensioneret kilegang eller excentrisk kile
- Problemer med termisk pasform: Krympe- eller ekspansionsmontering, der skaber forskydning
Operationelle årsager
- Lejeslid: Overdreven fritrum tillader akslen at løbe ud af midten
- Akselbøjning: Permanent eller termisk bøjning, der skaber effektiv excentricitet
- Plastisk deformation: Overbelastning, der forårsager permanent aksel- eller komponentforvrængning
- Løshed: Komponenten løsnede sig og flyttede sin position
Effekter og symptomer
Vibrationssymptomer
- 1× Synkron vibration: Primært symptom, synes identisk med masseubalance
- Høj Udløb: Målbart radialt kast selv ved lave rullehastigheder
- Konstant fase: I modsætning til nogle andre forkastninger er fasen typisk stabil
- Hastighedskvadratisk respons: Vibrationerne stiger med hastighed², ligesom ubalance
Elektriske effekter (elektriske motorer/generatorer)
- Variation i luftgab: Excentrisk rotor skaber ujævn luftspalte
- Magnetisk ubalancetræk (UMP): Asymmetriske magnetiske kræfter
- Nuværende udsving: Varierende reluktans påvirker strømforbruget
- Overophedning: Lokal opvarmning ved minimal luftspalte
- Elektromagnetisk støj: 2× linjefrekvensvibration og støj
Mekanisk stress
- Øgede lejebelastninger fra ubalancekræfter
- Cyklisk bøjningsspænding i aksel
- Reduceret frihøjde ved minimale mellemrum
- Mulighed for gnidninger ved tætte frihøjder
Diagnose og differentiering
Excentricitet vs. Masseubalance
| Funktion | Masseubalance | Excentricitet |
|---|---|---|
| Vibrationsfrekvens | 1× løbehastighed | 1× løbehastighed |
| Langsom rulleudløb | Minimal | Høj (proportional med excentricitet) |
| Svar på balancering | Reduceret vibration | Begrænset forbedring (tilføjer masseubalance for at kompensere) |
| Elektriske effekter | Ingen | Variation i luftgab, UMP (i motorer/generatorer) |
| Rettelse | Tilføj balancevægte | Genmonter komponenten, udskift den, hvis den er fabrikationsfejl. |
Diagnostiske tests
Måling af udløb
- Mål radial kast med måleur eller nærhedssonde
- Drej akslen langsomt (< 100 omdr./min.)
- Højt kast (typisk > 0,05 mm eller 2 mil) indikerer excentricitet eller bøjet aksel
- Runout, selv når den ikke roterer, bekræfter det geometriske problem
Balanceringsresponstest
- Forsøg at balancere med prøvevægte
- Excentricitet begrænser opnåelig balancekvalitet
- Kan opnå acceptabel vibration, men høje korrektionsvægte kræves
- Vægte "jager" den geometriske forskydning i stedet for at korrigere massefordelingen
Korrektionsmetoder
Mekanisk korrektion
- Genmonter komponent: Fjern og geninstaller med bedre koncentricitet
- Maskinoverflader: Genbor lejetilpasninger eller ombearbejd akslen for at forbedre kast
- Udskift komponent: Ved fabrikationsfejl kan udskiftning være den eneste mulighed
- Justering af mellemlæg: Justér positioneringen for samlede komponenter
Balancerende kompensation
- Tilføj balancevægte for at skabe modvirkende ubalance
- Reducerer vibrationer, men løser ikke geometriske problemer
- Acceptabelt, hvis excentriciteten er inden for tolerancen, og vibrationen reduceres tilstrækkeligt
- Dokumenteret begrænsning for præcisionsapplikationer
Til elektriske motorer/generatorer
- Flyt rotoren for at minimere variation i luftgabet
- I alvorlige tilfælde kræves der udskiftning eller omboring af statoren
- Elektromagnetisk kompensation er nogle gange mulig med avancerede kontroller
Rotorexcentricitet er en geometrisk ufuldkommenhed, der skaber dynamiske konsekvenser svarende til masseubalance, men med distinkte diagnostiske træk. At genkende excentricitet gennem kastmåling og forstå dens begrænsninger i balancering muliggør passende korrigerende handlinger - mekanisk korrektion, når det er muligt, eller accept med balancekompensation, når geometrisk modifikation er upraktisk.
EN 
AR 
AZ 
BG 
ZH 
HR 
CS 
DA 
NL 
ET 
FI 
FR 
DE 
KA 
EL 
HE 
HI 
HU 
ID 
IT 
JA 
KO 
LV 
LT 
MS 
NB 
FA 
PL 
PT_BR 
PT 
RO 
SR 
SK 
SL 
ES 
SV 
TH 
TR 
UR 
UK 
VI 