आईएसओ 21940-12: यांत्रिक कंपन - रोटर संतुलन - भाग 12: लचीले व्यवहार वाले रोटरों के लिए प्रक्रियाएँ और सहनशीलता

सारांश

आईएसओ 21940-12 संतुलन की जटिल चुनौती का समाधान करता है लचीले रोटरएक लचीला रोटर वह होता है जिसका आकार और असंतुलन वितरण घूर्णी गति के साथ महत्वपूर्ण रूप से बदल जाता है, विशेष रूप से जब यह अपने झुकने वाले बिंदु के पास पहुंचता है और उससे गुजरता है। महत्वपूर्ण गतिकठोर रोटरों (भाग 11 में वर्णित) के विपरीत, एक लचीले रोटर को कम गति पर संतुलित नहीं किया जा सकता और न ही उससे उच्च सेवा गति पर संतुलन में बने रहने की अपेक्षा की जा सकती है। यह मानक इन जटिल घूर्णन प्रणालियों को उचित रूप से संतुलित करने के लिए आवश्यक विशिष्ट, बहु-गति और बहु-तलीय प्रक्रियाएँ प्रदान करता है, जो गैस टर्बाइन, कम्प्रेसर और लंबे औद्योगिक रोल जैसी उच्च-प्रदर्शन मशीनरी में आम हैं।

विषय-सूची (संकल्पनात्मक संरचना)

यह मानक लचीले रोटर संतुलन के लिए आवश्यक उन्नत विधियों को समझने और क्रियान्वित करने के लिए एक रूपरेखा प्रदान करता है:

1. 1. लचीले रोटर्स का दायरा और वर्गीकरण:

   यह प्रारंभिक अध्याय मानक के दायरे को परिभाषित करता है, यह बताते हुए कि यह उन रोटरों पर लागू होता है जो लचीले व्यवहार का प्रदर्शन करते हैं, अर्थात उनका असंतुलित वितरण और/या विक्षेपित आकार गति के साथ बदलता है। यह इन रोटरों को उनकी गतिशील विशेषताओं के आधार पर वर्गीकृत करने के लिए एक महत्वपूर्ण वर्गीकरण प्रणाली प्रस्तुत करता है, जो उपयुक्त संतुलन रणनीति के चयन के लिए आवश्यक है। ये वर्ग इस प्रकार हैं:

   • वर्ग 1: कठोर रोटर (आईएसओ 21940-11 द्वारा कवर किया गया)।
   • कक्षा 2: अर्ध-कठोर रोटर, जिन्हें कम गति पर संतुलित किया जा सकता है, लेकिन सेवा गति पर ट्रिम संतुलन की आवश्यकता हो सकती है।
   • कक्षा 3: रोटर्स को कई गति पर संतुलन की आवश्यकता होती है, अक्सर इसका उपयोग किया जाता है influence coefficient विधि, आमतौर पर एक या अधिक महत्वपूर्ण गति से गुजरती है।
   • कक्षा 4 और 5: अत्यधिक लचीले रोटर, जैसे कि बड़े टरबाइन जनरेटरों में, जिनमें कई झुकाव मोडों को सही करने के लिए उन्नत मॉडल संतुलन तकनीकों की आवश्यकता होती है।

   यह वर्गीकरण संतुलन कार्य की जटिलता और संपूर्ण परिचालन गति सीमा में सफल संतुलन प्राप्त करने के लिए आवश्यक प्रक्रियाओं को निर्धारित करने का एक व्यवस्थित तरीका प्रदान करता है।

2. 2. संतुलन प्रक्रियाएँ:

   यह अध्याय मानक का तकनीकी मूल है, जो लचीले रोटरों के लिए आवश्यक उन्नत, बहु-चरणीय प्रक्रियाओं का विवरण देता है। यह बताता है कि एक साधारण कम-गति संतुलन पर्याप्त नहीं है और रोटर के झुकने को ध्यान में रखते हुए इसे उच्च-गति तकनीकों के साथ संवर्धित किया जाना चाहिए। मानक दो प्राथमिक कार्यप्रणालियों की रूपरेखा प्रस्तुत करता है:

   • The प्रभाव गुणांक तरीका: यह एक बहुमुखी और व्यापक रूप से प्रयुक्त तकनीक है। इसमें एक ज्ञात परीक्षण भार को एक समय में एक सुधार तल में रखने और परिणामी कंपन प्रतिक्रिया (आयाम और कला) को कई स्थानों पर और कई गतियों पर मापने की एक व्यवस्थित प्रक्रिया शामिल है। यह प्रक्रिया प्रत्येक सुधार तल के लिए दोहराई जाती है। एकत्रित आँकड़ों का उपयोग "प्रभाव गुणांक" के एक मैट्रिक्स की गणना करने के लिए किया जाता है, जो गणितीय रूप से परिभाषित करता है कि किसी भी तल में असंतुलन किसी भी माप बिंदु और गति पर कंपन को कैसे प्रभावित करता है। फिर एक कंप्यूटर इस मैट्रिक्स का उपयोग करके सभी तलों में आवश्यक सुधार भारों और उनके कोणीय स्थानों के समूह को हल करता है ताकि संपूर्ण गति सीमा में कंपन को एक साथ न्यूनतम किया जा सके।
   • मॉडल संतुलन: यह एक अधिक भौतिक रूप से सहज विधि है जो रोटर के प्रत्येक बंकन मोड को एक अलग असंतुलन समस्या के रूप में मानती है। इस प्रक्रिया में रोटर को एक विशिष्ट क्रांतिक गति पर या उसके निकट चलाना शामिल है ताकि संबंधित मोड आकार को अधिकतम रूप से उत्तेजित किया जा सके। उस मोड के लिए "भारी बिंदु" के स्थान की पहचान करने के लिए कंपन माप लिए जाते हैं, और उस मोड आकार के अधिकतम विक्षेपण (एंटी-नोड्स) के बिंदुओं पर सुधार भार लगाए जाते हैं ताकि उसका प्रतिकार किया जा सके। फिर रोटर की परिचालन गति सीमा के भीतर प्रत्येक महत्वपूर्ण बंकन मोड के लिए इस प्रक्रिया को क्रमिक रूप से दोहराया जाता है, जिससे रोटर को एक समय में एक मोड पर प्रभावी ढंग से संतुलित किया जा सके।
3. 3. संतुलन सहनशीलता का विनिर्देशन:

   यह अध्याय बताता है कि कठोर रोटरों के लिए प्रयुक्त सरल G-ग्रेड सहनशीलताएँ अक्सर लचीले रोटरों के लिए अपर्याप्त होती हैं। इसके बजाय, यह अधिक व्यापक सहनशीलता मानदंड प्रस्तुत करता है, जो कई कारकों पर आधारित हो सकते हैं, जिनमें शामिल हैं:

   • प्रत्येक महत्वपूर्ण बंकन मोड के लिए अवशिष्ट मोडल असंतुलन पर सीमाएं।
   • विशिष्ट स्थानों और गतियों पर (विशेष रूप से सेवा गति पर) निरपेक्ष शाफ्ट कंपन आयामों की सीमाएं।
   • बियरिंगों पर प्रेषित बलों की सीमाएं.
4. 4. अंतिम शेष राशि की स्थिति का सत्यापन:

   यह अंतिम खंड एक सफलतापूर्वक संतुलित लचीले रोटर के लिए स्वीकृति मानदंडों का विवरण देता है। एक दृढ़ रोटर के विपरीत, जिसे केवल एक गति पर सत्यापन की आवश्यकता होती है, एक लचीले रोटर को उसकी संपूर्ण परिचालन गति सीमा में संतुलन में रहने की पुष्टि करनी होती है। अंतिम सुधार भार लागू होने के बाद, रोटर का अंतिम रन-अप परीक्षण किया जाता है। इस रन-अप के दौरान, प्रमुख स्थानों (जैसे बेयरिंग और अधिकतम विक्षेपण बिंदु) पर कंपन की निरंतर निगरानी की जाती है। मानक निर्दिष्ट करता है कि रोटर को स्वीकार्य रूप से संतुलित तभी माना जाता है जब मापा गया कंपन सभी गतियों पर पूर्व-निर्धारित सहनशीलता सीमा से नीचे रहे, विशेष रूप से अपनी महत्वपूर्ण गतियों से गुजरते समय और अधिकतम निरंतर परिचालन गति पर रहते हुए। यह व्यापक सत्यापन सुनिश्चित करता है कि रोटर के जटिल गतिशील व्यवहार को प्रभावी ढंग से नियंत्रित किया गया है।

महत्वपूर्ण अवधारणाएं

• लचीला बनाम कठोर व्यवहार: मूलभूत अंतर। एक रोटर लचीला होता है यदि उसकी संचालन गति उसकी पहली बंकन प्राकृतिक आवृत्ति (क्रांतिक गति) का एक महत्वपूर्ण अंश (आमतौर पर >70%) हो। जैसे-जैसे रोटर तेज़ी से घूमता है, अपकेन्द्रीय बल उसे बंकन का कारण बनते हैं, जिससे उसका असंतुलन बदल जाता है।
• महत्वपूर्ण गति और मोड आकार: रोटर की महत्वपूर्ण गतियों और उससे जुड़े "मोड आकृतियों" (उस गति पर रोटर जिस आकार में मुड़ता है) को समझना लचीले रोटर संतुलन के लिए ज़रूरी है। प्रत्येक मोड को एक अलग संतुलन समस्या के रूप में देखा जाना चाहिए।
• बहु-विमान, बहु-गति संतुलन: मूल कार्यप्रणाली। कठोर रोटरों के विपरीत, जिन्हें एक कम गति पर दो तलों में संतुलित किया जा सकता है, लचीले रोटरों को संपूर्ण गति सीमा में सुचारू संचालन सुनिश्चित करने के लिए कई तलों में सुधार और कई गतियों पर माप की आवश्यकता होती है।
• मॉडल संतुलन: एक शक्तिशाली तकनीक जिसमें प्रत्येक झुकने वाले मोड से जुड़े असंतुलन को ठीक करने के लिए भार जोड़े जाते हैं। उदाहरण के लिए, पहले झुकने वाले मोड को संतुलित करने के लिए, उस मोड के अधिकतम विक्षेपण बिंदु पर भार रखे जाते हैं।

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