درک روتور انعطاف‌پذیر

تعریف: روتور انعطاف‌پذیر چیست؟

آ روتور انعطاف‌پذیر روتوری است که هنگام کار در نزدیکی یا در نزدیکی خود، به دلیل نیروهای گریز از مرکز تغییر شکل می‌دهد یا خم می‌شود. سرعت‌های بحرانیبرخلاف یک روتور صلبکه می‌تواند در سرعت پایین متعادل شود و در تمام محدوده سرعت عملیاتی خود متعادل باقی بماند، توزیع عدم تعادل یک روتور انعطاف‌پذیر با تغییر شکل آن با سرعت تغییر می‌کند. این بدان معناست که متعادل کردن یک روتور انعطاف‌پذیر فرآیندی بسیار پیچیده‌تر است.

به عنوان یک قاعده کلی، یک روتور در صورتی انعطاف‌پذیر در نظر گرفته می‌شود که حداکثر سرعت سرویس آن ... 70% یا بیشتر از اولین سرعت بحرانی خمش آن.

چرا روتورهای انعطاف‌پذیر رفتار متفاوتی دارند؟

کلید درک روتور انعطاف‌پذیر، مفهوم ... است. سرعت‌های بحرانی and شکل‌های حالت.

• سرعت بحرانی: این سرعت چرخشی است که با یکی از فرکانس‌های طبیعی روتور مطابقت دارد. در این سرعت، روتور دچار رزونانس می‌شود و هرگونه عدم تعادل کوچک به شدت تقویت می‌شود و باعث خم شدن روتور می‌گردد.
• شکل حالت: این شکل مشخصه ای است که روتور هنگام عبور از یک سرعت بحرانی خاص به آن خم می شود. سرعت بحرانی اول یک شکل موج نیم سینوسی ساده دارد، سرعت بحرانی دوم یک شکل موج سینوسی کامل (با یک گره در وسط) و غیره دارد.

وقتی یک روتور انعطاف‌پذیر می‌چرخد، محل «نقطه سنگین» (مرکز جرم) به دلیل این خمیدگی تغییر می‌کند. عدم تعادلی که در سرعت پایین وجود دارد، ممکن است در سرعت بالا در مکان مؤثر کاملاً متفاوتی باشد. بنابراین، یک تعادل دو صفحه‌ای ساده که در سرعت پایین انجام می‌شود، برای تضمین عملکرد روان در سرعت سرویس یا در حین عبور از سرعت‌های بحرانی کافی نخواهد بود.

بالانس روتورهای انعطاف‌پذیر

متعادل‌سازی روتورهای انعطاف‌پذیر یک کار تخصصی است که به تکنیک‌ها و تجهیزات پیشرفته نیاز دارد، همانطور که در استانداردهایی مانند ... ذکر شده است. ایزو ۲۱۹۴۰-۱۲هدف فقط متعادل کردن روتور برای یک سرعت نیست، بلکه اطمینان از کارکرد روان آن در کل محدوده عملیاتی‌اش، از جمله عبور از سرعت‌های بحرانی‌اش است.

تکنیک‌های رایج عبارتند از:

• متعادل‌سازی مودال: این یک تکنیک قدرتمند است که در آن هر حالت خمش به عنوان یک مسئله عدم تعادل جداگانه در نظر گرفته می‌شود. وزنه‌های اصلاح به صورت استراتژیک در چندین صفحه در امتداد روتور قرار می‌گیرند تا به طور خاص نیروهای تولید شده توسط هر شکل مد را خنثی کنند. به عنوان مثال، برای اصلاح حالت اول، وزنه‌ها در مرکز روتور که خمش در آن بیشترین است قرار می‌گیرند. برای اصلاح حالت دوم، وزنه‌ها در دو طرف گره مرکزی قرار می‌گیرند.
• روش ضریب نفوذ (چند سرعته، چند صفحه‌ای): این شامل چرخاندن روتور در چندین سرعت مختلف (از جمله نزدیک به سرعت‌های بحرانی) و استفاده از وزنه‌های آزمایشی در چندین صفحه اصلاح است. از این داده‌ها برای ساخت یک ماتریس پیچیده از ضرایب تأثیر استفاده می‌شود که پاسخ روتور را توصیف می‌کند. سپس یک کامپیوتر این ماتریس را حل می‌کند تا مجموعه بهینه وزنه‌های اصلاح را برای چندین صفحه به طور همزمان تعیین کند.

این فرآیند معمولاً به یک دستگاه بالانس با سرعت بالا نیاز دارد که بتواند روتور را با خیال راحت در سرعت‌های بحرانی خود به کار بیندازد و همچنین به یک نرم‌افزار پیشرفته برای انجام محاسبات لازم.

نمونه‌هایی از روتورهای انعطاف‌پذیر

روتورهای انعطاف‌پذیر در ماشین‌آلات با کارایی بالا رایج هستند، از جمله:

• ژنراتورهای توربین بخار و گاز بزرگ
• توربوکمپرسورهای پرسرعت
• شفت‌ها و غلتک‌های بلند و باریک در ماشین‌های کاغذسازی
• اسپیندل‌های ماشین ابزار با سرعت بالا

← بازگشت به فهرست اصلی