ISO 21940-12: Mehaaniline vibratsioon – Rootori tasakaalustamine – Osa 12: Paindliku käitumisega rootorite protseduurid ja tolerantsid

Kokkuvõte

ISO 21940-12 käsitleb tasakaalustamise keerulist väljakutset painduvad rootoridPainduv rootor on selline, mille kuju ja tasakaalustamatuse jaotus muutuvad pöörlemiskiirusega märkimisväärselt, eriti painutuspunktile lähenedes ja seda läbides. kriitilised kiirusedErinevalt jäikadest rootoritest (käsitletud 11. osas) ei saa painduvat rootorit madalal kiirusel tasakaalustada ja eeldada, et see püsib tasakaalus ka suurel töökiirusel. See standard pakub spetsiaalseid, mitmekiiruselisi ja mitmetasandilisi protseduure, mis on vajalikud nende keerukate pöörlevate süsteemide nõuetekohaseks tasakaalustamiseks, mis on tavalised suure jõudlusega masinates, nagu gaasiturbiinid, kompressorid ja pikad tööstusrullid.

Sisukord (kontseptuaalne struktuur)

Standard pakub raamistiku paindliku rootori tasakaalustamiseks vajalike täiustatud meetodite mõistmiseks ja rakendamiseks:

1. 1. Paindlike rootorite ulatus ja klassifikatsioon:

   See esimene peatükk määratleb standardi ulatuse, märkides, et see kehtib rootoritele, millel on paindlik käitumine, mis tähendab, et nende tasakaalustamatuse jaotus ja/või kõrvalekaldumine muutub kiirusega. See tutvustab olulist klassifitseerimissüsteemi nende rootorite kategoriseerimiseks nende dünaamiliste omaduste põhjal, mis on oluline sobiva tasakaalustamisstrateegia valimiseks. Klassid ulatuvad järgmisest:

   • 1. klass: Jäigad rootorid (hõlmatud standardiga ISO 21940-11).
   • 2. klass: Kvaasijäigad rootorid, mida saab tasakaalustada madalal kiirusel, kuid mis võivad vajada trimmi tasakaalustamist töökiirusel.
   • 3. klass: Rootorid, mis vajavad tasakaalustamist mitmel kiirusel, kasutades sageli mõju koefitsient meetod, mis tavaliselt läbib ühe või mitu kriitilist kiirust.
   • 4. ja 5. klass: Väga painduvad rootorid, näiteks suurtes turbiingeneraatorites olevad rootorid, mis vajavad mitmete painutusrežiimide korrigeerimiseks täiustatud modaalse tasakaalustamise tehnikaid.

   See klassifikatsioon pakub süstemaatilise viisi tasakaalustusülesande keerukuse ja vajalike protseduuride määramiseks eduka tasakaalustamise saavutamiseks kogu töökiiruse vahemikus.

2. 2. Tasakaalustamisprotseduurid:

   See peatükk moodustab standardi tehnilise tuumiku, milles kirjeldatakse painduvate rootorite jaoks vajalikke täiustatud mitmeastmelisi protseduure. See selgitab, et lihtne madala kiirusega tasakaal ei ole piisav ja seda tuleb täiendada kiirete tehnikatega, et arvestada rootori painde. Standard kirjeldab kahte peamist metoodikat:

   • The Mõjukoefitsient Meetod: See on mitmekülgne ja laialdaselt kasutatav tehnika. See hõlmab süstemaatilist protsessi, mille käigus asetatakse teadaolev proovivihje korraga ühte korrektsioonitasandisse ja mõõdetakse saadud vibratsioonivastust (amplituud ja faas) mitmes kohas ja mitmel kiirusel. Seda protsessi korratakse iga korrektsioonitasandi jaoks. Kogutud andmeid kasutatakse "mõjutegurite" maatriksi arvutamiseks, mis matemaatiliselt määratleb, kuidas tasakaalustamatus mis tahes tasapinnal mõjutab vibratsiooni mis tahes mõõtepunktis ja kiirusel. Seejärel kasutab arvuti seda maatriksit, et leida vajalik korrektsioonivihjete komplekt ja nende nurkpaigutus kõigil tasapindadel, et minimeerida vibratsiooni samaaegselt kogu kiirusvahemikus.
   • Modaalne tasakaalustamine: See on füüsikaliselt intuitiivsem meetod, mis käsitleb rootori iga painutusrežiimi eraldi tasakaalustamatuse probleemina. Protseduur hõlmab rootori töötamist kindla kriitilise kiirusega või selle lähedal, et maksimaalselt ergastada vastavat režiimi kuju. Vibratsioonimõõtmisi tehakse selle režiimi "raske koha" asukoha kindlakstegemiseks ja selle režiimi kuju maksimaalse läbipainde punktidesse (vastassõlmedesse) asetatakse parandusraskused, et seda tasakaalustada. Seejärel korratakse seda protsessi järjestikku iga olulise painutusrežiimi jaoks rootori töökiiruse vahemikus, tasakaalustades rootorit tõhusalt üks režiim korraga.
3. 3. Tasakaalu tolerantside spetsifikatsioon:

   See peatükk selgitab, et jäikade rootorite puhul kasutatavad lihtsad G-klassi tolerantsid on painduvate rootorite puhul sageli ebapiisavad. Selle asemel tutvustatakse põhjalikumaid tolerantsikriteeriume, mis võivad põhineda mitmel teguril, sealhulgas:

   • Iga olulise painutusrežiimi jääkmodaalse tasakaalustamatuse piirid.
   • Võlli absoluutse vibratsiooni amplituudi piirid kindlates kohtades ja kiirustel (eriti töökiirusel).
   • Laagritele edastatavate jõudude piirangud.
4. 4. Lõppbilansi kontrollimine:

   See viimane osa kirjeldab üksikasjalikult edukalt tasakaalustatud painduva rootori vastuvõtukriteeriume. Erinevalt jäigast rootorist, mis vajab kontrollimist ainult ühel kiirusel, tuleb painduva rootori puhul kinnitada tasakaalu kogu töökiiruse vahemikus. Pärast viimaste korrektsiooniraskuste rakendamist tehakse rootorile viimane käivituskatse. Selle käivituse ajal jälgitakse vibratsiooni pidevalt võtmekohtades (näiteks laagrites ja maksimaalse läbipainde punktides). Standard sätestab, et rootorit peetakse vastuvõetavalt tasakaalustatuks ainult siis, kui mõõdetud vibratsioon jääb kõigil kiirustel, eriti kriitiliste kiiruste ületamisel ja maksimaalse pideva töökiiruse juures, alla eelnevalt määratletud tolerantsipiiride. See põhjalik kontrollimine tagab, et rootori keerukat dünaamilist käitumist on tõhusalt kontrollitud.

Põhimõisted

• Paindlik vs jäik käitumine: Põhiline erinevus. Rootor on painduv, kui selle töökiirus on oluline osa (tavaliselt >70%) selle esimesest painutusvõnkesagedusest (kriitiline kiirus). Kui rootor pöörleb kiiremini, põhjustavad tsentrifugaaljõud selle paindumist, muutes selle tasakaalustamatust.
• Kriitilised kiirused ja režiimi kujud: Rootori kriitiliste kiiruste ja nendega seotud "moodikujude" (kuju, milleks rootor sellel kiirusel paindub) mõistmine on oluline rootori paindliku tasakaalustamise jaoks. Iga moodi tuleb käsitleda eraldi tasakaalustusprobleemina.
• Mitmetasandiline, mitmekiiruseline tasakaalustamine: Põhimetoodika. Erinevalt jäikadest rootoritest, mida saab tasakaalustada kahes tasapinnas ühel madalal kiirusel, vajavad painduvad rootorid korrektsioone mitmes tasapinnas ja mõõtmisi mitmel kiirusel, et tagada sujuv töö kogu kiirusvahemikus.
• Modaalne tasakaalustamine: Võimas tehnika, kus raskusi lisatakse spetsiaalselt iga painutusrežiimiga seotud tasakaalustamatuse tasakaalustamiseks. Näiteks esimese painutusrežiimi tasakaalustamiseks asetatakse raskused selle režiimi maksimaalse läbipainde punkti.

← Tagasi põhiindeksi juurde