Den starren Rotor verstehen

1. Definition: Was ist ein starrer Rotor?

A Starrer Rotor ist ein Rotor, der sich unter dem Einfluss seiner eigenen Kraft nicht wesentlich verbiegt, verbiegt oder seine Form verändert Unwucht Kräfte bei seiner Betriebsdrehzahl. Für Auswuchtzwecke gilt ein Rotor als starr, wenn er mit einer Drehzahl arbeitet, die weniger als 70-75% seiner ersten kritische Geschwindigkeit.

Das Grundprinzip des starren Rotorauswuchtens besteht darin, dass sich die Unwuchtverteilung entlang der Rotorlänge bei Drehzahländerungen nicht ändert. Das bedeutet, dass ein bei niedriger Drehzahl auf einer Auswuchtmaschine erreichter Unwuchtzustand auch dann noch gültig und wirksam ist, wenn der Rotor mit seiner deutlich höheren Betriebsdrehzahl betrieben wird.

Die überwiegende Mehrheit der üblichen Industrierotoren, wie etwa Anker von Elektromotoren, Lüfter, Pumpen und Riemenscheiben, werden als starre Rotoren behandelt.

2. Starr vs. Flexibler Rotor

Die Unterscheidung zwischen starren und flexiblen Rotoren ist eines der wichtigsten Konzepte beim Rotorauswuchten:

Starrer Rotor

• Betriebsgeschwindigkeit: Weit unter seiner ersten kritischen Geschwindigkeit (typischerweise < 75%).
• Verhalten: Verbiegt oder verbiegt sich nicht durch Zentrifugalkräfte. Seine Unwuchteigenschaften sind unabhängig von der Geschwindigkeit.
• Auswuchtvorgang: Kann mit einer einzigen, bequemen niedrigen Geschwindigkeit ausgewuchtet werden. Eine Standard-Zwei-Ebenen-Auswuchtung reicht aus, um alle dynamische UnwuchtDer internationale Standard für das Auswuchten starrer Rotoren ist ISO 21940-11.

Flexibler Rotor

• Betriebsgeschwindigkeit: Nähert sich einer oder mehreren seiner kritischen Geschwindigkeiten, überschreitet diese oder wird deutlich darüber betrieben.
• Verhalten: Beim Erreichen kritischer Drehzahlen biegt und verformt sich der Rotor. Die Unwuchtkräfte bewirken eine Formänderung (Auslenkung) des Rotors, und die Position der „schweren Stelle“ kann sich scheinbar verschieben.
• Auswuchtvorgang: Wesentlich komplexer. Erfordert ein Auswuchten auf mehreren Ebenen (oft mehr als zwei Ebenen) und muss bei oder nahe der Betriebsdrehzahl durchgeführt werden, um die Durchbiegung des Rotors zu berücksichtigen. Es sind spezielle Techniken erforderlich.

3. Die Bedeutung der „starren“ Annahme

Die Annahme, dass sich ein Rotor starr verhält, ermöglicht ein praktisches, wirtschaftliches und sicheres Auswuchten auf industriellen Auswuchtmaschinen. Diese Maschinen drehen Rotoren aus Sicherheitsgründen und wegen der mechanischen Einfachheit typischerweise mit relativ niedriger Geschwindigkeit (einige hundert U/min).

Wenn ein Rotor wirklich starr ist, Unwucht Die bei 400 U/min auf der Auswuchtmaschine gemessene Unwucht ergibt die gleiche Unwucht, die im Feld bei 3600 U/min Vibrationen verursacht. Durch die Korrektur bei niedriger Drehzahl wird das Problem für die hohe Drehzahl gelöst. Wäre der Rotor tatsächlich flexibel, wäre eine Auswuchtung bei niedriger Drehzahl wirkungslos, da sich der Rotor verbiegen und bei der höheren Betriebsdrehzahl eine völlig andere Unwucht aufweisen würde.

4. Wann gilt ein Rotor als starr?

Die Entscheidung, einen Rotor als starr zu behandeln, basiert auf seiner Geometrie und Betriebsgeschwindigkeit:

• Kurze, gedrungene Rotoren: Rotoren mit einem im Verhältnis zu ihrer Länge großen Durchmesser (wie eine Schleifscheibe oder eine Scheibenbremse) sind fast immer starr.
• Lange, schlanke Rotoren: Lange und dünne Rotoren (wie Antriebswellen oder Rotoren mehrstufiger Kompressoren) sind eher flexibel, insbesondere wenn sie mit hohen Geschwindigkeiten betrieben werden.

Der entscheidende Test ist letztlich das Verhältnis der Betriebsdrehzahl zur ersten kritischen Drehzahl. Ist dieses Verhältnis niedrig, ist ein starrer Rotorauswuchtansatz angemessen und führt zum Erfolg.

← Zurück zum Hauptindex