Pyörivien koneiden epäkeskisyyden ymmärtäminen

Määritelmä: Mitä on eksentrisyys?

Roottorin dynamiikan yhteydessä eksentrisyys viittaa roottorin massakeskipisteen (jota kutsutaan myös painopisteeksi) ja sen geometrisen keskipisteen (sen muodon tai akselin todellisen keskipisteen) väliseen säteittäiseen etäisyyteen tai siirtymään. Täydellisesti tasapainotetussa roottorissa nämä kaksi keskustaa osuisivat samaan paikkaan. Valmistusvirheiden ja epätasaisen materiaalitiheyden vuoksi roottorissa on kuitenkin lähes aina jonkin verran luontaista epäkeskisyyttä. Kun epäkeskinen roottori pyörii, siirtymässä oleva massakeskipiste synnyttää keskipakovoiman, joka on tärinän perimmäinen syy. epätasapaino.

Epäkeskisyyden ja epätasapainon välinen suora suhde

Epäkeskisyys ja epätasapaino liittyvät olennaisesti toisiinsa. Epätasapaino on epäkeskisyyden vaikutuksen *mitta* tietyllä nopeudella, kun taas epäkeskisyys on *fysikaalinen syy*. Epätasapainon määrä on suoraan verrannollinen roottorin massaan ja sen epäkeskisyyteen.

Kaava on yksinkertainen:

Epätasapaino (U) = Massa (M) × Epäkeskisyys (e)

Tämä suhde korostaa, miksi epäkeskisyys on niin tärkeää. Jopa hyvin pieni epäkeskisyys (vain muutama mikrometri) raskaassa, nopeassa roottorin pinnalla voi aiheuttaa valtavan epätasapainovoiman, joka johtaa voimakkaaseen tärinään ja laakereiden nopeaan kulumiseen.

Epäkeskisyyden tyypit

On tärkeää erottaa toisistaan erityyppiset epäkeskisyydet ja niihin liittyvät geometriset epätäydellisyydet:

1. Massaeksentrisyys

Tämä on todellinen epäkeskisyys, kuten edellä on määritelty – massakeskipisteen ja geometrisen keskipisteen välinen siirtymä. Tämä tyyppi aiheuttaa epätasapainoa ja on kaikkien tasapainotusmenetelmien kohde. Sitä ei voida nähdä tai mitata suoraan mittakellolla roottorin ollessa paikallaan.

2. Geometrinen epäkeskisyys (heitto)

Tämä viittaa roottorin pinnan poikkeamaan täydellisestä ympyrästä. Se mittaa, kuinka "epäpyöreä" akseli tai roottori on. Tämä tunnetaan myös nimellä mekaaninen heittoEsimerkiksi akselitappi voi olla hieman soikea tai hihnapyörä voi olla koneistettu hieman epäkeskisesti akselilla. Tämän tyyppinen epätäydellisyys *voidaan* mitata mittakellolla hitaan vierintäliikkeen aikana. Vaikka se ei suoraan edusta massaepätasapainoa, epäkeskinen geometrinen muoto usein vaikuttaa massaepätasapainoon.

3. Sähköinen ylikierre

Tämä ei ole fyysinen epätäydellisyys, vaan mittausvirhe, jota esiintyy kosketuksettomissa lähestymisantureissa. Jos roottorin pinnalla on vaihteluita magneettisessa permeabiliteetissa tai sähkönjohtavuudessa, anturi voi antaa väärän lukeman, joka jäljittelee geometrista heittoa. Tämä "kohina" on otettava huomioon roottorin dynaamisessa testauksessa.

Epäkeskisyyden syyt

Massan epäkeskisyys tuodaan roottoreihin useilla eri tavoilla:

• Valmistustoleranssit: Mikään valmistusprosessi ei ole täydellinen. Koneistuksessa, valussa ja kokoonpanossa on aina pieniä virheitä.
• Epätasainen materiaalitiheys: Valun tai takoman sisällä olevat sulkeumat, ontelot tai huokoisuus tarkoittavat, että materiaali ei ole täysin homogeeninen, mikä aiheuttaa massakeskipisteen siirtymisen.
• Epäsymmetrinen muotoilu: Kampiakselien kaltaiset komponentit ovat luonnostaan epäsymmetrisiä.
• Kokoonpanovirheet: Hihnapyörä tai laakeri, joka ei ole täysin keskitetty akselille, luo epäkeskisen massan.
• Lämpösärö: Epätasainen lämmitys tai jäähdytys voi saada roottorin taipumaan, jolloin sen massakeskipiste siirtyy tilapäisesti. Tätä kutsutaan lämpövektoriksi.

Miten eksentrisyyteen puututaan

Koska massan epäkeskisyys on epätasapainon syy, se korjataan prosessilla, jossa tasapainottaminenLisäämällä tai poistamalla pieniä määriä painoa teknikko luo vastakkaisen voiman, joka tehokkaasti vetää roottorin massakeskiviivan takaisin linjaan geometrisen keskiviivansa kanssa minimoiden nettokeskipakoisvoiman ja siitä johtuvan värähtelyn.

← Takaisin päähakemistoon