Razumijevanje fleksibilnog rotora

Definicija: Što je fleksibilni rotor?

A fleksibilni rotor je rotor koji se deformira ili savija zbog centrifugalnih sila pri radu na ili blizu svoje kritične brzineZa razliku od kruti rotor, koji se može uravnotežiti pri maloj brzini i ostat će uravnotežen u cijelom rasponu radne brzine, raspodjela neravnoteže fleksibilnog rotora mijenja se kako se njegov oblik mijenja s brzinom. To znači da je balansiranje fleksibilnog rotora znatno složeniji proces.

Kao opće pravilo, rotor se smatra fleksibilnim ako je njegova maksimalna radna brzina 70% ili više njegove prve kritične brzine savijanja.

Zašto se fleksibilni rotori ponašaju drugačije?

Ključ za razumijevanje fleksibilnog rotora je koncept kritične brzine and oblici načina rada.

• Kritična brzina: To je brzina vrtnje koja odgovara jednoj od prirodnih frekvencija rotora. Pri toj brzini rotor doživljava rezonancu, a svaka mala količina neravnoteže uvelike se pojačava, uzrokujući savijanje rotora.
• Oblik načina rada: Ovo je karakterističan oblik u koji se rotor savija pri prolasku kroz određenu kritičnu brzinu. Prva kritična brzina ima jednostavan oblik polusinusnog vala, druga ima oblik punog sinusnog vala (s čvorom u sredini) i tako dalje.

Kada se fleksibilni rotor okreće, položaj „teške točke“ (središta mase) pomiče se zbog ovog savijanja. Neravnoteža koja postoji pri maloj brzini može biti na potpuno drugoj efektivnoj lokaciji pri velikoj brzini. Stoga jednostavna dvoravninska ravnoteža izvedena pri maloj brzini neće biti dovoljna za osiguranje glatkog rada pri radnoj brzini ili tijekom prolaska kroz kritične brzine.

Balansiranje fleksibilnih rotora

Balansiranje fleksibilnih rotora je specijalizirani zadatak koji zahtijeva napredne tehnike i opremu, kako je navedeno u standardima kao što su ISO 21940-12Cilj nije samo uravnotežiti rotor za jednu brzinu, već osigurati da radi glatko u cijelom radnom rasponu, uključujući prolazak kroz kritične brzine.

Uobičajene tehnike uključuju:

• Modalno uravnoteženje: Ovo je moćna tehnika gdje se svaki način savijanja tretira kao zaseban problem neuravnoteženosti. Korekcijski utezi strateški su postavljeni u više ravnina duž rotora kako bi se specifično suprotstavili silama koje generira svaki oblik načina. Na primjer, za ispravljanje prvog načina rada, utezi se postavljaju u središte rotora gdje je savijanje najveće. Za ispravljanje drugog načina rada, utezi se postavljaju s obje strane središnjeg čvora.
• Metoda koeficijenta utjecaja (višebrzinska, višeravninska): To uključuje pokretanje rotora na nekoliko različitih brzina (uključujući i brzine blizu kritičnih) i korištenje probnih utega u više korekcijskih ravnina. Podaci se koriste za izgradnju složene matrice koeficijenata utjecaja koja opisuje odziv rotora. Računalo zatim rješava ovu matricu kako bi odredilo optimalni skup korekcijskih utega za više ravnina istovremeno.

Ovaj proces obično zahtijeva stroj za balansiranje velike brzine koji može sigurno upravljati rotorom kroz njegove kritične brzine i sofisticirani softver za izvođenje potrebnih izračuna.

Primjeri fleksibilnih rotora

Fleksibilni rotori su uobičajeni u visokoučinkovitim strojevima, uključujući:

• Veliki generatori parnih i plinskih turbina
• Turbokompresori velike brzine
• Duge, vitke osovine i valjci u strojevima za papir
• Vretena alatnih strojeva velike brzine

← Natrag na glavni indeks