ISO 21940-12: Μηχανική δόνηση – Εξισορρόπηση ρότορα – Μέρος 12: Διαδικασίες και ανοχές για ρότορες με εύκαμπτη συμπεριφορά

Περίληψη

Το ISO 21940-12 αντιμετωπίζει την πολύπλοκη πρόκληση της εξισορρόπησης εύκαμπτοι ρότορεςΈνας εύκαμπτος ρότορας είναι αυτός του οποίου το σχήμα και η κατανομή ανισορροπίας αλλάζουν σημαντικά με την ταχύτητα περιστροφής, ιδιαίτερα καθώς πλησιάζει και διέρχεται από την κάμψη του. κρίσιμες ταχύτητεςΣε αντίθεση με τους άκαμπτους ρότορες (που καλύπτονται στο Μέρος 11), ένας εύκαμπτος ρότορας δεν μπορεί να ισορροπηθεί σε χαμηλή ταχύτητα και αναμένεται να παραμείνει σε ισορροπία στην υψηλή ταχύτητα λειτουργίας του. Αυτό το πρότυπο παρέχει τις εξειδικευμένες διαδικασίες πολλαπλών ταχυτήτων και πολλαπλών επιπέδων που απαιτούνται για την ορθή ισορροπημένη λειτουργία αυτών των πολύπλοκων περιστρεφόμενων συστημάτων, τα οποία είναι συνηθισμένα σε μηχανήματα υψηλής απόδοσης όπως αεριοστρόβιλοι, συμπιεστές και μακριούς βιομηχανικούς κυλίνδρους.

Πίνακας Περιεχομένων (Εννοιολογική Δομή)

Το πρότυπο παρέχει ένα πλαίσιο για την κατανόηση και την εκτέλεση των προηγμένων μεθόδων που απαιτούνται για την ευέλικτη εξισορρόπηση ρότορα:

1. 1. Πεδίο εφαρμογής και ταξινόμηση εύκαμπτων ρότορων:

   Αυτό το αρχικό κεφάλαιο ορίζει το πεδίο εφαρμογής του προτύπου, δηλώνοντας ότι εφαρμόζεται σε ρότορες που εμφανίζουν ευέλικτη συμπεριφορά, που σημαίνει ότι η κατανομή ανισορροπίας τους ή/και το εκτρεπόμενο σχήμα τους αλλάζει με την ταχύτητα. Εισάγει ένα κρίσιμο σύστημα ταξινόμησης για την κατηγοριοποίηση αυτών των ρότορων με βάση τα δυναμικά τους χαρακτηριστικά, το οποίο είναι απαραίτητο για την επιλογή της κατάλληλης στρατηγικής εξισορρόπησης. Οι κλάσεις κυμαίνονται από:

   • Τάξη 1: Άκαμπτοι ρότορες (καλύπτεται από το πρότυπο ISO 21940-11).
   • Τάξη 2: Οιονεί άκαμπτοι ρότορες, οι οποίοι μπορούν να ζυγοσταθμιστούν σε χαμηλή ταχύτητα αλλά ενδέχεται να απαιτούν ζυγοστάθμιση σε ταχύτητα υπηρεσίας.
   • Τάξη 3: Ρότορες που απαιτούν εξισορρόπηση σε πολλαπλές ταχύτητες, συχνά χρησιμοποιώντας το συντελεστής επιρροής μέθοδος, που συνήθως διέρχεται από μία ή περισσότερες κρίσιμες ταχύτητες.
   • Τάξη 4 & 5: Υψηλής ευελιξίας ρότορες, όπως αυτοί σε μεγάλες γεννήτριες στροβίλων, οι οποίοι απαιτούν προηγμένες τεχνικές εξισορρόπησης των τρόπων κίνησης για τη διόρθωση πολλαπλών τρόπων κάμψης.

   Αυτή η ταξινόμηση παρέχει έναν συστηματικό τρόπο προσδιορισμού της πολυπλοκότητας της εργασίας εξισορρόπησης και των απαραίτητων διαδικασιών για την επίτευξη επιτυχούς ισορροπίας σε ολόκληρο το εύρος στροφών λειτουργίας.

2. 2. Διαδικασίες εξισορρόπησης:

   Αυτό το κεφάλαιο αποτελεί τον τεχνικό πυρήνα του προτύπου, περιγράφοντας λεπτομερώς τις προηγμένες, πολυβάθμιες διαδικασίες που είναι απαραίτητες για τους εύκαμπτους ρότορες. Εξηγεί ότι μια απλή ισορροπία χαμηλής ταχύτητας δεν επαρκεί και πρέπει να ενισχυθεί με τεχνικές υψηλής ταχύτητας για να ληφθεί υπόψη η κάμψη του ρότορα. Το πρότυπο περιγράφει δύο κύριες μεθοδολογίες:

   • Το Συντελεστής επιρροής Μέθοδος: Πρόκειται για μια ευέλικτη και ευρέως χρησιμοποιούμενη τεχνική. Περιλαμβάνει μια συστηματική διαδικασία τοποθέτησης ενός γνωστού δοκιμαστικού βάρους σε ένα επίπεδο διόρθωσης κάθε φορά και μέτρησης της προκύπτουσας απόκρισης δόνησης (πλάτος και φάση) σε πολλαπλές θέσεις και σε πολλαπλές ταχύτητες. Αυτή η διαδικασία επαναλαμβάνεται για κάθε επίπεδο διόρθωσης. Τα συλλεγόμενα δεδομένα χρησιμοποιούνται για τον υπολογισμό ενός πίνακα «συντελεστών επιρροής», ο οποίος ορίζει μαθηματικά πώς μια ανισορροπία σε οποιοδήποτε επίπεδο επηρεάζει τη δόνηση σε οποιοδήποτε σημείο μέτρησης και ταχύτητα. Ένας υπολογιστής χρησιμοποιεί στη συνέχεια αυτόν τον πίνακα για να υπολογίσει το σύνολο των διορθωτικών βαρών και τις γωνιακές τοποθετήσεις τους που απαιτούνται σε όλα τα επίπεδα για την ταυτόχρονη ελαχιστοποίηση των κραδασμών σε ολόκληρο το εύρος ταχυτήτων.
   • Ισορροπία τρόπων λειτουργίας: Πρόκειται για μια πιο φυσικά διαισθητική μέθοδο που αντιμετωπίζει κάθε λειτουργία κάμψης του ρότορα ως ξεχωριστό πρόβλημα ανισορροπίας. Η διαδικασία περιλαμβάνει τη λειτουργία του ρότορα σε ή κοντά σε μια συγκεκριμένη κρίσιμη ταχύτητα για τη μέγιστη διέγερση του αντίστοιχου σχήματος λειτουργίας. Λαμβάνονται μετρήσεις δόνησης για τον προσδιορισμό της θέσης του "βαρέος σημείου" για αυτήν τη λειτουργία και τοποθετούνται διορθωτικά βάρη στα σημεία μέγιστης παραμόρφωσης (αντι-κόμβοι) για αυτήν τη μορφή λειτουργίας για την αντιστάθμισή της. Αυτή η διαδικασία επαναλαμβάνεται στη συνέχεια διαδοχικά για κάθε σημαντική λειτουργία κάμψης εντός του εύρους στροφών λειτουργίας του ρότορα, εξισορροπώντας αποτελεσματικά τον ρότορα μία λειτουργία κάθε φορά.
3. 3. Προδιαγραφή ανοχών ισορροπίας:

   Αυτό το κεφάλαιο εξηγεί ότι οι απλές ανοχές βαθμού G που χρησιμοποιούνται για άκαμπτους ρότορες είναι συχνά ανεπαρκείς για τους εύκαμπτους ρότορες. Αντ' αυτού, εισάγει πιο ολοκληρωμένα κριτήρια ανοχής, τα οποία μπορούν να βασίζονται σε διάφορους παράγοντες, όπως:

   • Όρια στην υπολειμματική ανισορροπία της ιδιομορφίας για κάθε σημαντική ιδιομορφή κάμψης.
   • Όρια στα απόλυτα πλάτη ταλάντωσης του άξονα σε συγκεκριμένες θέσεις και ταχύτητες (ειδικά στην ταχύτητα λειτουργίας).
   • Όρια στις μεταδιδόμενες δυνάμεις στα ρουλεμάν.
4. 4. Επαλήθευση Τελικής Κατάστασης Ισοζυγίου:

   Αυτή η τελευταία ενότητα περιγράφει λεπτομερώς τα κριτήρια αποδοχής για έναν επιτυχώς ισορροπημένο εύκαμπτο ρότορα. Σε αντίθεση με έναν άκαμπτο ρότορα, ο οποίος χρειάζεται επαλήθευση μόνο σε μία ταχύτητα, ένας εύκαμπτος ρότορας πρέπει να επιβεβαιωθεί ότι είναι ισορροπημένος σε όλο το εύρος στροφών λειτουργίας του. Μετά την εφαρμογή των τελικών διορθωτικών βαρών, ο ρότορας υποβάλλεται σε μια τελική δοκιμή εκκίνησης. Κατά τη διάρκεια αυτής της εκκίνησης, οι κραδασμοί παρακολουθούνται συνεχώς σε βασικές θέσεις (όπως ρουλεμάν και σημεία μέγιστης παραμόρφωσης). Το πρότυπο ορίζει ότι ο ρότορας θεωρείται αποδεκτά ισορροπημένος μόνο εάν η μετρούμενη δόνηση παραμένει κάτω από τα προκαθορισμένα όρια ανοχής σε όλες τις ταχύτητες, ιδιαίτερα κατά τη διέλευση από τις κρίσιμες ταχύτητές του και ενώ παραμένει στη μέγιστη συνεχή ταχύτητα λειτουργίας. Αυτή η ολοκληρωμένη επαλήθευση διασφαλίζει ότι η σύνθετη δυναμική συμπεριφορά του ρότορα έχει ελεγχθεί αποτελεσματικά.

Βασικές Έννοιες

• Ευέλικτη έναντι Άκαμπτης Συμπεριφοράς: Η θεμελιώδης διάκριση. Ένας ρότορας είναι εύκαμπτος εάν η ταχύτητα λειτουργίας του είναι ένα σημαντικό κλάσμα (συνήθως >70%) της πρώτης ιδιοσυχνότητας κάμψης (κρίσιμη ταχύτητα). Καθώς ο ρότορας περιστρέφεται ταχύτερα, οι φυγόκεντρες δυνάμεις τον προκαλούν να κάμπτεται, αλλάζοντας την ανισορροπία του.
• Κρίσιμες ταχύτητες και σχήματα λειτουργίας: Η κατανόηση των κρίσιμων ταχυτήτων του ρότορα και των σχετικών «μορφών λειτουργίας» (το σχήμα στο οποίο κάμπτεται ο ρότορας σε αυτήν την ταχύτητα) είναι απαραίτητη για την ευέλικτη εξισορρόπηση του ρότορα. Κάθε λειτουργία πρέπει να αντιμετωπίζεται ως ξεχωριστό πρόβλημα εξισορρόπησης.
• Εξισορρόπηση πολλαπλών επιπέδων, πολλαπλών ταχυτήτων: Η βασική μεθοδολογία. Σε αντίθεση με τους άκαμπτους ρότορες, οι οποίοι μπορούν να ισορροπηθούν σε δύο επίπεδα σε μία χαμηλή ταχύτητα, οι εύκαμπτοι ρότορες απαιτούν διορθώσεις σε πολλαπλά επίπεδα και μετρήσεις σε πολλαπλές ταχύτητες για να διασφαλιστεί η ομαλή λειτουργία σε ολόκληρο το εύρος στροφών.
• Ισορροπία τρόπων λειτουργίας: Μια ισχυρή τεχνική όπου προστίθενται βάρη για να αντισταθμιστεί συγκεκριμένα η ανισορροπία που σχετίζεται με κάθε τρόπο κάμψης. Για παράδειγμα, για να εξισορροπηθεί ο πρώτος τρόπος κάμψης, τοποθετούνται βάρη στο σημείο μέγιστης παραμόρφωσης για αυτόν τον τρόπο.

← Επιστροφή στο Κύριο Ευρετήριο