درک خروج از مرکز روتور
تعریف: خروج از مرکز روتور چیست؟
خروج از مرکز روتور (همچنین نامیده می‌شود گریز از مرکز یا انحراف هندسی) شرایطی است که در آن مرکز هندسی یک روتور یا جزء روتور با محور چرخش (خط مرکزی تعریف شده توسط یاتاقان‌های نگهدارنده) منطبق نیست. این انحراف وضعیتی را ایجاد می‌کند که در آن، حتی اگر جرم کاملاً متعادل باشد، سطح بیرونی روتور "خارج از مرکز" حرکت می‌کند و باعث می‌شود مرکز جرم هنگام چرخش روتور به دور محور چرخش بچرخد و باعث ایجاد ... لرزش یکسان با جرم عدم تعادل.
خروج از مرکز به ویژه در موتورهای الکتریکی (از انحراف روتور تا سوراخ)، پمپ‌ها و فن‌ها (از انحراف نصب پروانه) و هر روتور مونتاژ شده‌ای که در آن انباشتگی تلرانس‌های تولید می‌تواند باعث ایجاد انحراف هندسی شود، رایج است. این یک نگرانی قابل توجه در ماشین‌آلات دقیق است که در آن حفظ هم‌مرکزی دقیق بسیار مهم است.
انواع خروج از مرکز روتور
۱. خروج از مرکز استاتیک (جابجایی موازی)
- Description: مرکز روتور نسبت به محور چرخش انحراف دارد اما موازی با آن است
- هندسه: جابجایی شعاعی ثابت در امتداد طول روتور
- اثر: عدم تعادل جرمی ایجاد می‌کند (مرکز هندسی ≠ مرکز چرخش)
- رایج در: اجزای تک دیسکی مانند پروانه‌ها، قرقره‌ها
- اصلاحیه: اغلب قابل اصلاح توسط متعادل کردن یا نصب مجدد
۲. خروج از مرکز دینامیکی (جابجایی زاویه‌ای)
- Description: خط مرکزی روتور در زاویه نسبت به محور چرخش
- هندسه: میزان انحراف در طول روتور متفاوت است
- اثر: عدم تعادل کوپل و انحراف متغیر ایجاد می‌کند.
- رایج در: روتورهای بلند با مراحل مونتاژ متعدد
- اصلاحیه: نیاز به تنظیم مجدد یا متعادل‌سازی تخصصی دارد
۳. خروج از مرکز مرکب
- ترکیبی از انحراف موازی و زاویه‌ای
- رایج‌ترین شرایط دنیای واقعی
- الگوی پیچیده‌ی انحراف از مسیر
- نیاز به تحلیل دقیق برای تمایز از سایر مسائل
علل شایع
تلرانس‌های تولید
- انحراف سوراخ: قطر بیرونی یاتاقان هم‌مرکز نیست
- انحراف شفت: خطاهای ماشینکاری در ژورنال‌های شفت
- انباشت: اجزای چندگانه با انباشت تحمل مونتاژ شده‌اند
- انواع ریخته‌گری: جابجایی هسته در قطعات ریخته‌گری شده که باعث تغییر ضخامت دیواره می‌شود
خطاهای مونتاژ
- نصب خارج از مرکز: پروانه یا قطعه روتور روی محور متمرکز نیست
- نصب با خروس: قطعه در حین پرس کاری کج شد
- مشکلات مربوط به کلید/جاکلیدی: نصب کلید با سوراخ کلید بزرگ یا خارج از مرکز
- مشکلات تناسب حرارتی: مونتاژ انقباضی یا انبساطی که باعث ایجاد افست می‌شود
علل عملیاتی
- سایش بلبرینگ: بیش از حد ترخیص کالا اجازه می‌دهد شفت خارج از مرکز حرکت کند
- خم شدن شفت: کمان دائمی یا حرارتی که باعث ایجاد خروج از مرکز مؤثر می‌شود
- تغییر شکل پلاستیک: اضافه بار باعث اعوجاج دائمی شفت یا قطعه می‌شود
- سستی: قطعه شل کار می‌کرد و موقعیتش تغییر می‌کرد
اثرات و علائم
علائم ارتعاش
- ۱× ارتعاش همزمان: علامت اولیه، مشابه عدم تعادل جرمی به نظر می‌رسد
- بالا اجرا: میزان انحراف شعاعی قابل اندازه‌گیری حتی در سرعت‌های پایین چرخش
- فاز ثابت: برخلاف برخی دیگر از خطاها، فاز معمولاً پایدار است
- پاسخ مربع سرعت: لرزش با سرعت افزایش می‌یابد² مانند عدم تعادل
اثرات الکتریکی (موتورها/ژنراتورهای الکتریکی)
- تغییر فاصله هوایی: روتور خارج از مرکز، شکاف هوایی غیر یکنواخت ایجاد می‌کند
- کشش عدم تعادل مغناطیسی (UMP): نیروهای مغناطیسی نامتقارن
- نوسانات فعلی: رلوکتانس متغیر بر جریان مصرفی تأثیر می‌گذارد
- گرمای بیش از حد: گرمایش موضعی با حداقل فاصله هوایی
- نویز الکترومغناطیسی: ۲× ارتعاش و نویز فرکانس خط
تنش مکانیکی
- افزایش بارهای یاتاقان ناشی از نیروهای عدم تعادل
- تنش خمشی چرخه‌ای در شفت
- کاهش فواصل در مکان‌های دارای حداقل فاصله
- احتمال ساییدگی در فواصل نزدیک
تشخیص و تمایز
خروج از مرکز در مقابل عدم تعادل جرمی
| ویژگی | عدم تعادل جرمی | گریز از مرکز |
|---|---|---|
| فرکانس ارتعاش | ۱× سرعت دویدن | ۱× سرعت دویدن |
| انحراف آهسته رول | مینیمال | زیاد (متناسب با خروج از مرکز) |
| پاسخ به متعادل‌سازی | لرزش کاهش یافته است | بهبود محدود (برای جبران، عدم تعادل جرمی اضافه می‌شود) |
| اثرات الکتریکی | هیچکدام | تغییر فاصله هوایی، UMP (در موتورها/ژنراتورها) |
| اصلاح | اضافه کردن وزنه‌های تعادل | قطعه را دوباره نصب کنید، در صورت وجود نقص تولید، آن را تعویض کنید |
آزمایش‌های تشخیصی
اندازه‌گیری انحراف
- میزان انحراف شعاعی را با نشانگر عقربه‌ای یا پراب مجاورتی اندازه‌گیری کنید
- شفت را به آرامی بچرخانید (کمتر از ۱۰۰ دور در دقیقه)
- میزان انحراف زیاد (معمولاً بیشتر از 0.05 میلی‌متر یا 2 میل) نشان‌دهنده‌ی انحراف از مرکز یا خمیدگی شفت است.
- وجود انحراف حتی در حالت عدم چرخش، مشکل هندسی را تأیید می‌کند.
آزمون پاسخ متعادل
- تلاش برای ایجاد تعادل با وزنه‌های آزمایشی
- خروج از مرکز، کیفیت تعادل قابل دستیابی را محدود می‌کند
- ممکن است به ارتعاش قابل قبولی دست یابد اما به وزنه‌های اصلاحی بالایی نیاز دارد
- وزنه‌ها به جای اصلاح توزیع جرم، انحراف هندسی را “تعقیب” می‌کنند
روش‌های اصلاح
اصلاح مکانیکی
- کامپوننت را دوباره نصب کنید: با تمرکز بهتر، آن را برداشته و دوباره نصب کنید
- سطوح دستگاه: برای بهبود انحراف، یاتاقان را دوباره سوراخ کنید یا شفت را دوباره ماشینکاری کنید
- تعویض کامپوننت: اگر نقص تولیدی وجود داشته باشد، تعویض ممکن است تنها گزینه باشد
- تنظیم شیم: برای قطعات مونتاژ شده، موقعیت را تنظیم کنید
متعادل‌سازی جبران خسارت
- برای ایجاد تعادل و خنثی کردن عدم تعادل، وزنه‌های تعادل اضافه کنید.
- لرزش را کاهش می‌دهد اما مشکل هندسی را برطرف نمی‌کند
- اگر خروج از مرکز در محدوده تلرانس باشد و ارتعاش به اندازه کافی کاهش یابد، قابل قبول است
- محدودیت‌های مستند برای کاربردهای دقیق
برای موتورهای الکتریکی/ژنراتورها
- روتور را برای به حداقل رساندن تغییرات فاصله هوایی، جابجا کنید
- در موارد شدید، نیاز به سوراخکاری مجدد یا تعویض استاتور است.
- جبران الکترومغناطیسی گاهی اوقات با کنترل‌های پیشرفته امکان‌پذیر است
خروج از مرکز روتور یک نقص هندسی است که عواقب دینامیکی مشابه عدم تعادل جرمی اما با ویژگی‌های تشخیصی متمایز ایجاد می‌کند. تشخیص خروج از مرکز از طریق اندازه‌گیری انحراف و درک محدودیت‌های آن در بالانس، امکان اقدامات اصلاحی مناسب را فراهم می‌کند - اصلاح مکانیکی در صورت امکان یا پذیرش با جبران تعادل در صورت غیرعملی بودن اصلاح هندسی.
Categories: واژه‌نامهبالانس روتور
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 