הבנת רוטור גמיש

הגדרה: מהו רוטור גמיש?

א רוטור גמיש הוא רוטור שמתעוות או מתכופף עקב כוחות צנטריפוגליים בעת פעולה בסביבתו או בסמוך לה. מהירויות קריטיותשלא כמו א רוטור קשיח, אשר ניתן לאזן במהירות נמוכה ויישאר מאוזן לאורך כל טווח מהירויות הפעולה שלו, פיזור חוסר האיזון של רוטור גמיש משתנה ככל שצורתו משתנה עם המהירות. משמעות הדבר היא שאיזון רוטור גמיש הוא תהליך מורכב הרבה יותר.

ככלל אצבע, רוטור נחשב גמיש אם מהירות השירות המרבית שלו היא 70% או יותר של מהירות הכיפוף הקריטית הראשונה שלו.

מדוע רוטורים גמישים מתנהגים בצורה שונה?

המפתח להבנת רוטור גמיש הוא הרעיון של מהירויות קריטיות and צורות מצב.

• מהירות קריטית: זוהי מהירות סיבוב התואמת לאחד מתדרים טבעיים של הרוטור. במהירות זו, הרוטור חווה תהודה, וכל כמות קטנה של חוסר איזון מוגברת מאוד, מה שגורם לרוטור להתעקם.
• צורת מצב: זוהי הצורה האופיינית שאליה מתכופף הרוטור כשהוא עובר דרך מהירות קריטית מסוימת. למהירות הקריטית הראשונה יש צורה של גל סינוס פשוט חצי, למהירות הקריטית השנייה יש צורה של גל סינוס מלא (עם צומת באמצע), וכן הלאה.

כאשר רוטור גמיש מסתובב, מיקום ה"נקודה הכבדה" (מרכז המסה) משתנה עקב כיפוף זה. חוסר איזון הקיים במהירות נמוכה עשוי להיות במיקום אפקטיבי שונה לחלוטין במהירות גבוהה. לכן, איזון דו-מישורי פשוט המבוצע במהירות נמוכה לא יספיק כדי להבטיח פעולה חלקה במהירות השירות או במהלך המעבר במהירויות הקריטיות.

איזון רוטורים גמישים

איזון רוטורים גמישים הוא משימה מיוחדת הדורשת טכניקות וציוד מתקדמים, כפי שמתואר בתקנים כמו תקן ISO 21940-12המטרה אינה רק לאזן את הרוטור למהירות אחת, אלא להבטיח שהוא יפעל בצורה חלקה בכל טווח הפעולה שלו, כולל מעבר דרך המהירויות הקריטיות שלו.

טכניקות נפוצות כוללות:

• איזון מודאלי: זוהי טכניקה רבת עוצמה שבה כל מצב כיפוף מטופל כבעיית חוסר איזון נפרדת. משקולות תיקון ממוקמות אסטרטגית במישורים מרובים לאורך הרוטור כדי לנטרל באופן ספציפי את הכוחות הנוצרים על ידי כל צורת מצב. לדוגמה, כדי לתקן את המצב הראשון, משקולות ממוקמות במרכז הרוטור שבו הכיפוף הוא הגדול ביותר. כדי לתקן את המצב השני, משקולות ממוקמות משני צידי הצומת המרכזי.
• שיטת מקדם השפעה (רב-מהירות, רב-מישורי): זה כרוך בהפעלת הרוטור במספר מהירויות שונות (כולל בסמוך למהירויות הקריטיות) ושימוש במשקולות ניסיון במישורי תיקון מרובים. הנתונים משמשים לבניית מטריצה מורכבת של מקדמי השפעה המתארת את תגובת הרוטור. לאחר מכן, מחשב פותר את המטריצה הזו כדי לקבוע את מערך משקלי התיקון האופטימלי עבור מישורים מרובים בו זמנית.

תהליך זה דורש בדרך כלל מכונת איזון במהירות גבוהה שיכולה להפעיל את הרוטור בבטחה במהירויות הקריטיות שלו ותוכנה מתוחכמת לביצוע החישובים הדרושים.

דוגמאות לרוטורים גמישים

רוטורים גמישים נפוצים במכונות בעלות ביצועים גבוהים, כולל:

• גנרטורים גדולים של טורבינות קיטור וגז
• טורבו-קומפרסורים במהירות גבוהה
• צירים וגלילים ארוכים ודקים במכונות נייר
• צירים למכונות במהירות גבוהה

← חזרה לאינדקס הראשי