מהי מערכת מיסב רוטור? דינמיקה משולבת • מאזן נייד, מנתח רעידות "Balanset" לאיזון דינמי של מכונות ריסוק, מאווררים, מקדחות, מקדחות על קומביינים, פירים, צנטריפוגות, טורבינות ורבים אחרים של רוטורים מהי מערכת מיסב רוטור? דינמיקה משולבת • מאזן נייד, מנתח רעידות "Balanset" לאיזון דינמי של מכונות ריסוק, מאווררים, מקדחות, מקדחות על קומביינים, פירים, צנטריפוגות, טורבינות ורבים אחרים של רוטורים

מהי מערכת מיסב רוטור? דינמיקה משולבת

פורסם על ידי admin ב-

הבנת מערכת מיסבי הרוטור

הגדרה: מהי מערכת מיסב רוטור?

א מערכת מיסבי הרוטור הוא המכלול המכני המשולב השלם המורכב מסיבוב רוטור (ציר עם רכיבים מחוברים), מיסבי התמיכה המגבילים את תנועתו ונושאים עומסים, ומבנה התמיכה הנייח (בתי מיסב, כנים, מסגרת ויסודות) המחבר את המיסבים לקרקע. מערכת זו מנותחת כשלם משולב ב דינמיקת הרוטור מכיוון שההתנהגות הדינמית של כל רכיב משפיעה על כל האחרים.

במקום לנתח את הרוטור בנפרד, ניתוח דינמי נכון של הרוטור מתייחס למערכת מיסבי הרוטור כמערכת מכנית מצומדת שבה תכונות הרוטור (מסה, קשיחות, ריסון), מאפייני מיסב (קשיחות, ריסון, מרווחים) ותכונות מבנה התמיכה (גמישות, ריסון) פועלות יחד כדי לקבוע... מהירויות קריטיות, רֶטֶט תגובה, ויציבות.

רכיבי מערכת מיסב הרוטור

1. מכלול הרוטור

הרכיבים המסתובבים כולל:

  • פִּיר: אלמנט מסתובב ראשי המספק קשיחות
  • דיסקים וגלגלים: אימפלרים, גלגלי טורבינה, מצמדים, גלגלות המוסיפות מסה ואינרציה
  • מסה מבוזרת: רוטורים מסוג תוף או מסת הציר עצמה
  • צימודים: חיבור הרוטור לדרייבר או לציוד מונע

מאפייני הרוטור:

  • פיזור מסה לאורך הציר
  • קשיחות כיפוף פיר (פונקציה של קוטר, אורך, חומר)
  • מומנטים פולריים ודיאמטרליים של אינרציה (המשפיעים על אפקטים גירוסקופיים)
  • ריכוך פנימי (בדרך כלל קטן)

2. מיסבים

רכיבי הממשק התומכים ברוטור ומאפשרים סיבוב:

סוגי מיסבים

  • מיסבי אלמנטים מתגלגלים: מיסבי כדור, מיסבי גלילה
  • מיסבי סרט נוזלי: מיסבי ג'ורנל, מיסבי רפידות הטיה, מיסבי דחף
  • מיסבים מגנטיים: מתלה אלקטרומגנטי אקטיבי

מאפייני מיסב

  • נוּקְשׁוּת: התנגדות לעיוות תחת עומס (N/m או lbf/in)
  • שיכוך: פיזור אנרגיה במיסב (N·s/m)
  • מִסָה: רכיבי מיסב נעים (בדרך כלל קטנים)
  • סיווגים: משחק רדיאלי וצירי המשפיע על קשיחות ואי-לינאריות
  • תלות במהירות: תכונות מיסב סרט הנוזל משתנות באופן משמעותי עם המהירות

3. מבנה תמיכה

אלמנטים של יסודות נייחים:

  • בתי מיסב: מבנה מיידי סביב מיסבים
  • כנים: תומכים אנכיים להרמת מסבים
  • לוחית בסיס/מסגרת: מבנה אופקי המחבר כנים
  • קֶרֶן: מבנה בטון או פלדה המעביר עומסים לקרקע
  • אלמנטים של בידוד: קפיצים, רפידות או תושבות אם נעשה שימוש בבידוד רעידות

מבנה התמיכה תורם:

  • קשיחות נוספת (יכולה להיות דומה או פחות מקשיחות הרוטור)
  • ריסון באמצעות תכונות חומר ומפרקים
  • מסה המשפיעה על התדרים הטבעיים של המערכת כולה

מדוע ניתוח ברמת המערכת חיוני

התנהגות מצומדת

כל רכיב משפיע על האחרים:

  • סטיית הרוטור יוצר כוחות על מיסבים
  • סטיית מיסב משנה את תנאי תמיכת הרוטור
  • גמישות מבנה התמיכה מאפשר תנועת מיסב, ומשפיע על קשיחות המיסב לכאורה
  • רטט היסוד מזין בחזרה לרוטור דרך מיסבים

תדרים טבעיים של המערכת

תדרים טבעיים הם תכונות של המערכת כולה, לא רכיבים בודדים:

  • מיסבים רכים + רוטור נוקשה = מהירויות קריטיות נמוכות יותר
  • מיסבים נוקשים + רוטור גמיש = מהירויות קריטיות גבוהות יותר
  • יסודות גמישים יכולים להוריד מהירויות קריטיות אפילו עם מיסבים נוקשים
  • תדר טבעי של המערכת ≠ תדר טבעי של הרוטור בלבד

שיטות ניתוח

מודלים פשוטים

לצורך ניתוח ראשוני:

  • קרן נתמכת פשוטה: רוטור כקורה עם תומכים נוקשים (תוך התעלמות מגמישות המיסוב והיסוד)
  • ג'ףקוט רוטור: מסה מרוכזת על ציר גמיש עם תומכי קפיץ (כולל קשיחות מיסב)
  • שיטת מטריצת העברה: גישה קלאסית לרוטורים מרובי דיסקים

דגמים מתקדמים

לניתוח מדויק של מכונות אמיתיות:

  • ניתוח אלמנטים סופיים (FEA): דגם מפורט של הרוטור עם אלמנטים קפיציים למסבים
  • דגמי מיסבים: קשיחות ושיכוך של מיסבים לא ליניאריים לעומת מהירות, עומס וטמפרטורה
  • גמישות היסוד: FEA או מודל מודאלי של מבנה תמיכה
  • ניתוח מצומד: מערכת מלאה כולל כל האפקטים האינטראקטיביים

פרמטרים מרכזיים של המערכת

תרומות נוקשות

קשיחות המערכת הכוללת היא שילוב סדרתי:

  • 1/kסַך הַכֹּל = 1/kרוטור + 1/kמֵסַב + 1/kקֶרֶן
  • האלמנט הרך ביותר שולט בקשיחות הכללית
  • מקרה נפוץ: גמישות היסוד מפחיתה את קשיחות המערכת מתחת לקשיחות הרוטור בלבד

תרומות ריסון

  • שיכוך מיסבים: בדרך כלל מקור דומיננטי (במיוחד מיסבי סרט נוזל)
  • ריסון יסודות: בולם מבני וחומרי בתומכים
  • שיכוך פנימי של הרוטור: בדרך כלל קטן מאוד, בדרך כלל מוזנח
  • שיכוך כולל: סכום אלמנטי ריסון מקבילים

השלכות מעשיות

לתכנון מכונות

  • לא ניתן לתכנן את הרוטור בנפרד מהמיסבים והיסוד
  • בחירת המיסב משפיעה על מהירויות קריטיות שניתן להשיג
  • קשיחות היסוד חייבת להיות מספקת לתמיכה ברוטור
  • אופטימיזציה של המערכת דורשת התחשבות בו זמנית בכל האלמנטים

לאיזון

  • Influence coefficients מייצגים את תגובת המערכת המלאה
  • איזון שדה מתחשב אוטומטית במאפייני המערכת כפי שהותקנה
  • ייתכן שאיזון בסדנה על מיסבים/תמיכה שונים לא יעבור בצורה מושלמת למצב ההתקנה
  • שינויים במערכת (בלאי מיסבים, שקיעה של יסודות) משנים את תגובת האיזון

לפתרון בעיות

  • בעיות רעידות עשויות לנבוע מהרוטור, המיסבים או היסוד
  • יש לקחת בחשבון את המערכת כולה בעת אבחון בעיות
  • שינויים במרכיב אחד משפיעים על ההתנהגות הכללית
  • דוגמה: התדרדרות יסודות יכולה להוריד את המהירויות הקריטיות

תצורות מערכת נפוצות

תצורה פשוטה בין מיסבים

  • הרוטור נתמך על ידי שני מיסבים בקצוות
  • התצורה התעשייתית הנפוצה ביותר
  • המערכת הפשוטה ביותר לניתוח
  • תֶקֶן איזון דו-מישורי גִישָׁה

תצורת רוטור תלוי

  • הרוטור משתרע מעבר לתמיכה בנשיאה
  • עומסי מיסב גבוהים יותר מזרוע המומנט
  • רגיש יותר לחוסר איזון
  • נפוץ במאווררים, משאבות, מנועים מסוימים

מערכות מרובות מיסבים

  • שלושה מיסבים או יותר התומכים ברוטור יחיד
  • חלוקת עומס מורכבת יותר
  • יישור בין מיסבים קריטי
  • נפוץ בטורבינות גדולות, גנרטורים, גלילי מכונות נייר

מערכות מרובות רוטורים מצומדות

  • רוטורים מרובים המחוברים באמצעות צימודים (מערכות מנוע-משאבה, מערכות טורבינה-גנרטורים)
  • לכל רוטור יש מיסבים משלו אך מערכות מצומדות באופן דינמי
  • התצורה המורכבת ביותר לניתוח
  • חוסר יישור בצימוד יוצרים כוחות אינטראקציה

הבנת מכונות מסתובבות כמערכות משולבות של מיסבי רוטור ולא כרכיבים מבודדים היא בסיסית לתכנון, ניתוח ופתרון בעיות יעילים. נקודת המבט ברמת המערכת מסבירה תופעות רבות של רעידות ומנחה פעולות מתקנות נכונות לפעולה אמינה ויעילה.

← חזרה לאינדקס הראשי

קטגוריות:
וואטסאפ