घूर्णन मशीनरी में रोटर को समझना

परिभाषा: रोटर क्या है?

ए रोटर किसी मशीनरी के अंदर प्राथमिक घूर्णन संयोजन होता है। इसमें आमतौर पर एक केंद्रीय शाफ्ट होता है जिस पर अन्य घटक—जैसे इम्पेलर, ब्लेड, चुंबक, या आर्मेचर—लगे होते हैं। पूरी संयोजन बियरिंग्स द्वारा समर्थित होती है और टॉर्क संचारित करने और कार्य करने के लिए डिज़ाइन की गई है। घूमते समय रोटर कैसे व्यवहार करता है, इसके अध्ययन, जिसमें उसके कंपन और विक्षेपण शामिल हैं, को कहा जाता है रोटर गतिकी, मैकेनिकल इंजीनियरिंग में एक महत्वपूर्ण क्षेत्र।

मूलभूत वर्गीकरण: कठोर बनाम लचीले रोटर

रोटर गतिकी में सबसे महत्वपूर्ण अंतर यह है कि रोटर एक "दृढ़" या "लचीले" पिंड के रूप में व्यवहार करता है। यह वर्गीकरण पदार्थ के गुणों पर आधारित नहीं है, बल्कि मशीन की संचालन गति और रोटर के बीच के संबंध पर आधारित है। महत्वपूर्ण गति (झुकने की इसकी प्राकृतिक आवृत्तियाँ)।

कठोर रोटर

एक रोटर पर विचार किया जाता है कठोर यदि इसकी परिचालन गति इसकी प्रथम बंकन क्रांतिक गति (आमतौर पर प्रथम क्रांतिक गति के 70% से कम) से काफी कम है। इन गतियों पर, शाफ्ट गतिशील बलों के कारण किसी भी महत्वपूर्ण बंकन या लचीलेपन से नहीं गुजरता है। पूरे रोटर को एक एकल, दृढ़ पिंड के रूप में घूमते हुए माना जा सकता है।

• विशेषताएँ: ये छोटे, मोटे होते हैं, तथा कम गति पर संचालित होते हैं।
• Balancing: का उपयोग करके पूरी तरह से ठीक किया जा सकता है दो-तल गतिशील संतुलन कठोर-शरीर यांत्रिकी के सिद्धांतों के अनुसार।
• उदाहरण: अधिकांश मानक विद्युत मोटर, कम गति वाले पंखे, पीसने वाले पहिये, और कई पंप प्ररित करने वाले यंत्र।

लचीले रोटर्स

एक रोटर पर विचार किया जाता है लचीला यदि इसे ऐसी गति पर संचालित करने के लिए डिज़ाइन किया गया है जो इसकी एक या अधिक महत्वपूर्ण झुकने वाली गतियों के करीब, उस पर या उससे ऊपर हो। जैसे ही रोटर एक महत्वपूर्ण गति के करीब पहुँचता है, शाफ्ट विक्षेपित होने और महत्वपूर्ण रूप से मुड़ने लगेगा। इस झुकने के आकार को "मोड आकार" कहा जाता है।

• विशेषताएँ: ये लम्बे, पतले होते हैं तथा उच्च गति पर चलते हैं।
• Balancing: दो-तलीय संतुलन अपर्याप्त है। लचीले रोटरों के लिए अधिक उन्नत, बहु-तलीय संतुलन तकनीकों की आवश्यकता होती है जो शाफ्ट के झुकाव को ध्यान में रखती हैं। इसमें "मोडल संतुलन" (प्रत्येक मोड आकार को अलग-अलग संतुलित करना) या बहु-गति प्रभाव गुणांक संतुलन शामिल हो सकता है।
• उदाहरण: बड़े भाप और गैस टर्बाइन, उच्च गति वाले कंप्रेसर, लंबे ड्राइव शाफ्ट और जनरेटर रोटर।

लचीले रोटरों का डिजाइन और विश्लेषण कहीं अधिक जटिल है, क्योंकि उनका गतिशील व्यवहार गति के साथ बदलता रहता है।

रोटर असेंबली के सामान्य घटक

रोटर सिर्फ़ एक शाफ्ट से कहीं ज़्यादा होता है। एक सामान्य असेंबली में ये शामिल हो सकते हैं:

• शाफ्ट: केंद्रीय घटक जो टॉर्क संचारित करता है।
• प्ररितक, ब्लेड, या वेन: वे घटक जो तरल पदार्थ पर कार्य करते हैं (पंप, पंखे, टर्बाइन में)।
• आर्मेचर/वाइंडिंग्स: विद्युत मोटर या जनरेटर का घूमने वाला भाग।
• पत्रिकाएँ: शाफ्ट के अत्यधिक पॉलिश किए गए भाग जो बीयरिंग के भीतर स्थित होते हैं।
• कपलिंग: हब का उपयोग रोटर को दूसरी मशीन से जोड़ने के लिए किया जाता है।
• थ्रस्ट कॉलर: ऐसे घटक जो किसी भी अक्षीय बल को अवशोषित करते हैं।
• संतुलन रिंग या प्लेन: निर्दिष्ट स्थान जहां संतुलन के दौरान सुधार भार जोड़ा जाता है।

रोटर्स से जुड़ी सामान्य समस्याएं

कंपन विश्लेषण का उपयोग रोटर असेंबली से उत्पन्न होने वाली समस्याओं की एक विस्तृत श्रृंखला का पता लगाने के लिए किया जाता है:

• असंतुलन: सबसे आम समस्या, असमान द्रव्यमान वितरण के कारण होती है।
• मुड़ी हुई शाफ्ट: शाफ्ट में भौतिक मोड़ या झुकाव।
• शाफ्ट दरार: एक विकासशील थकान दरार जो विनाशकारी विफलता का कारण बन सकती है।
• मिसलिग्न्मेंट: यद्यपि यह रोटरों के बीच की समस्या है, लेकिन यह रोटर असेंबली के भीतर उच्च तनाव उत्पन्न करती है।
• रोटर-स्टेटर रगड़: मशीन के घूर्णनशील और स्थिर भागों के बीच संपर्क।
• ढीलापन: शाफ्ट पर किसी घटक (जैसे प्ररित करनेवाला) का ढीला फिट होना।

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