Ymmärrys ylikuormitetuista roottoreista

Laitteet

Kannettava tasapainotuslaite ja tärinäanalysaattori Balanset-1A

$2,353.83

Osat

Tärinäanturi

$107.26

Osat

Optinen anturi (lasertakometri)

$147.78

Laitteet

Balanset-4

$8,107.90

Osat

Magneettinen jalusta Insize-60-kgf

$54.82

Osat

Heijastava nauha

$11.92

Laitteet

Dynaaminen tasapainotin "Balanset-1A" OEM

$2,067.80

Määritelmä: Mikä on ylikuormitettu roottori?

An roottori (kutsutaan myös ulokevarsiroottoriksi tai ulokevarsiroottoriksi) on roottori kokoonpano, jossa pyörivä massa ulottuu tukilaakereiden ulkopuolelle ja on asennettu ulokekannattimeen. Tässä rakenteessa roottori on tuettu vain yhdeltä puolelta, ja työelementti (juoksupyörä, tuulettimen siipi, hiomalaikka jne.) roikkuu laakerituen yläpuolella sen sijaan, että se olisi sijoitettu kahden laakerin väliin.

Tämä kokoonpano on yleinen monissa teollisuuslaitteissa ja asettaa ainutlaatuisia haasteita tasapainottaminen vahvistumisen vuoksi epätasapaino voimat ulokepalkin toiminnan kautta.

Yleisiä esimerkkejä ylikuormitetuista roottoreista

Ylävarsiroottorin mallit ovat yleisiä teollisissa ja kaupallisissa sovelluksissa:

LVI- ja teollisuustuulettimet

• Keskipakoispuhaltimen siipipyörät ulottuvat moottorin akseleista
• Aksiaaliset jäähdytyspuhaltimet asennettuna moottorin päätykelloihin
• Jalustalle asennettavat teollisuustuulettimet

Pumput

• Yksivaiheiset keskipakopumpun juoksupyörät
• Läheisesti kytketyt pumput, joissa juoksupyörä ulottuu moottorin laakerista

Työstökoneet

• Hiomalaikat ulkonevilla karoilla
• Jyrsimet ja työkalunpitimet
• Sorvin istukat

Voimansiirto

• Moottorin akseleille asennetut hihnapyörät ja köysipyörät
• Hammaspyörät pidennettyillä akseleilla
• Ketjupyörät

Käsittelylaitteet

• Sekoittimet ja juoksupyörät
• Turbiinin lavat turbiinin akseleilla

Miksi ylikuormitettu muotoilu?

Tasapainotushaasteista huolimatta ulkonevat roottorit tarjoavat merkittäviä käytännön etuja:

1. Saavutettavuus

Työelementtiin pääsee helposti käsiksi tarkastusta, huoltoa ja vaihtoa varten purkamatta koko konetta tai vahingoittamatta laakereita.

2. Yksinkertaisuus ja kustannukset

Yhden laakerituen poistaminen vähentää mekaanista monimutkaisuutta, osien määrää ja valmistuskustannuksia.

3. Tilatehokkuus

Kompakti rakenne vaatii vähemmän aksiaalista tilaa kuin laakerien välinen järjestely.

4. Helppo asennus

Komponentit voidaan usein asentaa suoraan vakiomoottorin akseleille tai olemassa oleville koneille ilman mukautettuja kytkentäjärjestelyjä.

5. Prosessivaatimukset

Joissakin sovelluksissa (pumput, sekoittimet, kemiallinen prosessointi) työelementin on oltava vain toisella puolella, jotta prosessinesteeseen tai -materiaaliin pääsee käsiksi.

Ainutlaatuiset tasapainotushaasteet

Ylävarrelliset roottorit aiheuttavat useita haasteita, jotka tekevät niistä herkempiä epätasapainolle kuin laakereiden välissä olevat mallit:

1. Momentin vahvistus

Mikä tahansa epätasapaino Ulkonevassa roottorissa ei synny ainoastaan keskipakoisvoimaa, vaan myös momenttia (vääntömomenttia) laakerituen ympärille. Mitä kauempana massa on laakereista, sitä suurempi tämä momentti on, mikä vahvistaa pientenkin epätasapainojen vaikutusta. Tätä kuvaa vipuvarsiperiaate: Voima × Etäisyys = Momentti.

2. Suuret laakerikuormat

Ulokekannatin aiheuttaa laakereille, erityisesti roottorin lähellä olevalle laakerille, suuria säteittäisiä ja momenttikuormia. Epätasapaino pahentaa näitä kuormia ja kiihdyttää laakerin kulumista.

3. Akselin taipuminen ja taipuma

Ulokevarteen kohdistuu taivutusvoimia, ja pienetkin epätasapainot voivat aiheuttaa merkittävää akselin taipumaa ulkonevassa päässä, erityisesti suurilla nopeuksilla tai pidemmillä ulkonemamatkoilla.

4. Kytkentä- ja kiilauraefektit

Monet ulkonevat roottorit on kiinnitetty moottorin akseleille kiiloilla, pidätinruuveilla tai kytkimillä. Nämä liitokset voivat aiheuttaa tai muuttaa epätasapainoa, ja kaikki löysyys pahentaa dramaattisesti tärinää.

5. Asennuksen herkkyys

Virheellisellä kiinnityksellä (ei täysin akselilla, vinossa, löysät kiinnikkeet) on voimakkaampi vaikutus ulkoneviin roottoreihin kuin laakereiden väliin asennettaviin malleihin.

Ylävarren omaavien roottoreiden tasapainotusnäkökohdat

Yksitasoinen yleensä riittävä

Useimmat ulkonevat roottorit ovat aksiaalisuunnassa suhteellisen lyhyitä ja ne voidaan tasapainottaa tehokkaasti käyttämällä yhden tason tasapainotus. The korjaustaso sijaitsee tyypillisesti itse roottorissa helpoimmin saavutettavassa paikassa.

Staattinen vs. dynaaminen tasapaino

• Staattinen tasapaino: Varmistaa, että roottorin massakeskipiste on pyörimisakselilla. Levymäisissä, ulkonevissa roottoreissa staattinen tasapaino on usein riittävä.
• Dynaaminen tasapaino: Pidemmillä ulkonevilla roottoreilla tai roottoreilla, joilla on merkittävä aksiaalinen paksuus, dynaaminen tasapainotus kahdessa tasossa voi olla tarpeen pariskunnan epätasapaino.

Ylitysetäisyydellä on merkitystä

Mitä suurempi on ulkonema (etäisyys lähimmästä laakerista roottorin massakeskipisteeseen), sitä kriittisemmäksi tasapainon laatu muuttuu. Yleissääntönä on:

• Lyhyt ulkonema (L/D < 0,3): Vähemmän herkkä, vakiovaa'an toleranssit ovat voimassa
• Kohtalainen ylitys (0,3 < L/D < 0,7): Herkempi, harkitse tiukempia toleransseja
• Pitkä ulkonema (L/D > 0,7): Erittäin herkkä, vaatii huolellista tasapainotusta ja saattaa vaatia dynaamista tasapainotusta

Missä L on ulkoneman pituus ja D on roottorin halkaisija.

Parhaat käytännöt roottorin tasapainottamiseen ulkonevalla osalla

1. Tasapainota lopullisessa asennettussa kokoonpanossa, kun se on mahdollista

Ylivarretut roottorit ovat erityisen herkkiä asennustavalleen. Ihannetapauksessa suorita kenttätasapainotus roottori asennettuna akselilleen lopullisessa toiminta-asennossaan.

2. Varmista tukeva kiinnitys

Ennen tasapainotusta varmista:

• Kaikki kiinnitysruuvit (kiinnitysruuvit, pultit, kiilat) on kiristetty kunnolla
• Roottori on täysin paikallaan akselilla ilman rakoja
• Kaikki kiilaurat on asennettu oikein ilman liiallista välystä
• Roottori on kohtisuorassa akseliin nähden (ei vinossa tai vinossa)

3. Käytä sopivaa korjaussädettä

Paikka korjauspainot niin suurella säteellä kuin käytännössä mahdollista (tyypillisesti lähellä ulkohalkaisijaa). Tämä maksimoi jokaisen korjauspainogramman vaikutuksen ja mahdollistaa pienemmät painonlisäykset.

4. Tarkista heitto

Mittaa akseli loppuminen ennen tasapainotusta. Liiallinen heitto (epäkeskisyys, heiluminen, taipunut akseli) estää hyvän tasapainon saavuttamisen ja se on korjattava ensin.

5. Ota huomioon momenttivaikutukset värähtelymittauksessa

Mitattaessa tärinä Yläpuolisissa roottoriasennuksissa mittaa sekä käyttöpään että vastakkaisen pään laakereista, jos niihin pääsee käsiksi. Tärinäkuvio vaihtelee merkittävästi eri paikkojen välillä ulkopuolisen massan aiheuttaman momentin vuoksi.

6. Käytä tiukempia toleransseja

Vahvistusvaikutusten vuoksi harkitse yhden määrittämistä G-luokka tiukempi kuin mitä käytettäisiin vastaavassa laakerien välisessä roottorissa. Käytä esimerkiksi kriittisissä sovelluksissa kokoa G 2,5 kokoa G 6,3:n sijaan.

Yleisiä ongelmia ja ratkaisuja

Ongelma: Tärinä palaa tasapainotuksen jälkeen

Mahdollisia syitä:

• Löysät kiinnitysosat irtosivat käytön aikana
• Korjauspainot siirtyivät tai putosivat pois
• Materiaalin kertyminen tai eroosio muutti tasapainotilaa
• Lämpökasvu aiheutti siirtymistä

Ratkaisut: Käytä kierrelukitetta, hitsaa tai kiinnitä pysyvästi korjauspainoja ja laadi säännöllinen tarkastusaikataulu.

Ongelma: Hyväksyttävän tasapainon saavuttaminen ei onnistu

Mahdollisia syitä:

• Akselin heitto tai taipunut akseli
• Laakerien kuluminen tai liiallinen välys
• Rakenteellinen resonanssi käyttönopeudella
• Roottorin huono kiinnitys (vääntynyt, ei täysin paikallaan)

Ratkaisut: Korjaa mekaaniset ongelmat ennen tasapainotusta, tarkista akselin suoruus, vaihda kuluneet laakerit ja varmista oikea kiinnitys.

Uusien laitteiden suunnittelussa huomioon otettavat näkökohdat

Yliroottoreilla varustettujen laitteiden suunnittelussa:

• Minimoi ylitys: Pidä ulkonema mahdollisimman lyhyenä
• Jäykistä akseli: Käytä suurempihalkaisijaisia akseleita taipumisen estämiseksi
• Käytä kestäviä laakereita: Määritä laakerit, joilla on riittävä säteittäinen ja momenttikuorman kestävyys
• Tarjoa tasapainotusominaisuus: Suunnittele korjaustasot tai helposti saavutettavat paikat tasapainopainojen lisäämistä/poistamista varten
• Harkitse esitasapainotusta: Tasapainota roottorielementti ennen asennusta, jos mahdollista.
• Määritä sopivat toleranssit: Älä liioittele, mutta muista, että ulkonevat mallit vaativat hyvän tasapainon

Alan standardit ja ohjeet

Vaikka ulkonevilla roottoreilla ei ole erillisiä tasapainotusstandardeja, niitä koskevat yleiset tasapainotusstandardit erityishuomautuksineen:

• ISO 21940-11: Tarjoaa G-luokan valintaohjeita, joita sovelletaan ulkoneviin roottoreihin
• API 610 (keskipakopumput): Määrittää tasapainotuslaadun ulkoneville pumpun juoksupyörille
• ANSI/AGMA-standardit: Antaa ohjeita ulkonevien hammaspyörien ja hihnapyörien tasapainottamiseen

Yleensä käytetään vakiotasapainotuslaatuja, mutta on tärkeää muistaa, että ulkonevat kokoonpanot voivat hyötyä yhden luokan tiukemmasta käsittelystä vahvistusvaikutusten kompensoimiseksi.

---

← Takaisin päähakemistoon