Razumijevanje ekscentričnosti rotora
Definicija: Što je ekscentričnost rotora?
Ekscentricitet rotora (također se naziva ekscentričnost ili geometrijsko odstupanje) je stanje u kojem je geometrijsko središte rotor ili komponenta rotora ne podudara se s osi rotacije (središnjom linijom koju definiraju noseći ležajevi). Ovaj pomak stvara situaciju u kojoj, čak i ako je masa savršeno uravnotežena, vanjska površina rotora ide "izvan centra", uzrokujući da središte mase kruži oko osi rotacije dok se rotor okreće, generirajući vibracija identično masi neravnoteža.
Ekscentričnost je posebno česta kod elektromotora (zbog pomaka rotora u odnosu na otvor), pumpi i ventilatora (zbog pomaka montaže impelera) te kod svih sastavljenih rotora gdje slaganje proizvodnih tolerancija može stvoriti geometrijsko odstupanje. To je značajan problem u preciznim strojevima gdje je održavanje uske koncentričnosti ključno.
Vrste ekscentričnosti rotora
1. Statička ekscentričnost (paralelni pomak)
- Opis: Središte rotora pomaknuto od osi rotacije, ali paralelno s njom
- Geometrija: Konstantni radijalni pomak duž duljine rotora
- Učinak: Stvara neravnotežu mase (geometrijsko središte ≠ rotacijsko središte)
- Uobičajeno u: Jednodiskne komponente poput impelera, remenica
- Ispravak: Često se može ispraviti balansiranje ili ponovno montiranje
2. Dinamička ekscentričnost (kutni pomak)
- Opis: Središnja linija rotora pod kutom u odnosu na os rotacije
- Geometrija: Odstupanje se mijenja duž duljine rotora
- Učinak: Stvara parnu neravnotežu i promjenjivo odstupanje
- Uobičajeno u: Dugi rotori s više faza montaže
- Ispravak: Zahtijeva ponovno poravnanje ili specijalizirano balansiranje
3. Složena ekscentričnost
- Kombinacija paralelnog i kutnog pomaka
- Najčešće stanje u stvarnom svijetu
- Složeni uzorak odstupanja
- Zahtijeva pažljivu analizu kako bi se razlikovao od drugih problema
Uobičajeni uzroci
Tolerancije proizvodnje
- Prolazno kretanje provrta: Otvor ležaja nije koncentričan s vanjskim promjerom
- Odstupanje osovine: Netočnosti obrade u rukavcima vratila
- Slaganje: Višestruke komponente sastavljene s akumulacijom tolerancija
- Varijacije kastinga: Pomak jezgre u odljevcima stvara varijacije u debljini stijenke
Pogreške pri sastavljanju
- Montaža izvan centra: Impeler ili komponenta rotora nisu centrirani na osovini
- Napeta instalacija: Komponenta nagnuta tijekom spajanja prešom
- Problemi s ključem/utorom za ključ: Ugradnja prevelikog utora za ključ ili ekscentričnog ključa
- Problemi s termičkim prilagođavanjem: Sklop s termoskupljajućim ili ekspanzijskim spajanjem koji stvara pomak
Operativni uzroci
- Habanje ležaja: Prekomjerno odobrenje omogućuje osovini da se kreće izvan centra
- Savijanje osovine: Trajni ili toplinski luk koji stvara učinkovitu ekscentričnost
- Plastična deformacija: Preopterećenje uzrokuje trajno izobličenje osovine ili komponente
- Labavost: Komponenta se olabavila i pomaknula u drugom položaju
Učinci i simptomi
Simptomi vibracija
- 1× Sinkrona vibracija: Primarni simptom, izgleda identično disbalansu mase
- Visoko Istrčavanje: Mjerljivo radijalno odstupanje čak i pri malim brzinama kotrljanja
- Konstantna faza: Za razliku od nekih drugih kvarova, faza je obično stabilna
- Odziv na kvadrat brzine: Vibracije se povećavaju s brzinom² poput neravnoteže
Električni efekti (elektromotori/generatori)
- Varijacija zračnog raspora: Ekscentrični rotor stvara nejednoliki zračni raspor
- Magnetska neravnoteža povlačenja (UMP): Asimetrične magnetske sile
- Trenutne fluktuacije: Različita otpornost utječe na potrošnju struje
- Pregrijavanje: Lokalizirano zagrijavanje s minimalnim zračnim rasporom
- Elektromagnetska buka: 2× vibracije i šum mrežne frekvencije
Mehaničko naprezanje
- Povećana opterećenja ležajeva zbog sila neuravnoteženosti
- Cikličko naprezanje savijanja u osovini
- Smanjeni razmaci na mjestima minimalnog razmaka
- Potencijal za trenje pri malim razmacima
Dijagnoza i diferencijacija
Ekscentričnost u odnosu na neravnotežu mase
| Značajka | Neravnoteža mase | Ekscentričnost |
|---|---|---|
| Frekvencija vibracija | 1× brzina trčanja | 1× brzina trčanja |
| Sporo okretanje | Minimalno | Visoko (proporcionalno ekscentričnosti) |
| Odgovor na uravnoteženje | Smanjene vibracije | Ograničeno poboljšanje (dodaje neravnotežu mase radi kompenzacije) |
| Električni efekti | Ništa | Varijacija zračnog raspora, UMP (u motorima/generatorima) |
| Ispravak | Dodajte utege za ravnotežu | Ponovno montirajte komponentu, zamijenite ako je došlo do proizvodne greške |
Dijagnostički testovi
Mjerenje odstupanja
- Izmjerite radijalno odstupanje komparatorom ili sondom za blizinu
- Polako okrećite osovinu (< 100 okretaja u minuti)
- Veliko odstupanje (obično > 0,05 mm ili 2 mila) ukazuje na ekscentricitet ili savijeno vratilo
- Prisutnost odstupanja čak i kada se ne rotira potvrđuje geometrijski problem
Test uravnoteženog odgovora
- Pokušajte uravnotežiti s probni utezi
- Ekscentričnost ograničava ostvarivu kvalitetu ravnoteže
- Može postići prihvatljivu vibraciju, ali su potrebne visoke korekcijske težine
- Utezi "prate" geometrijski pomak umjesto da ispravljaju raspodjelu mase
Metode korekcije
Mehanička korekcija
- Ponovno montiranje komponente: Uklonite i ponovno postavite s boljom koncentričnošću
- Površine stroja: Ponovno probušite dosjede ležaja ili ponovno obradite osovinu kako biste poboljšali odstupanje
- Zamijeni komponentu: U slučaju proizvodne greške, zamjena može biti jedina opcija
- Podešavanje podložne pločice: Za sastavljene komponente, prilagodite položaj
Balansiranje naknade
- Dodajte utege za ravnotežu kako biste stvorili suprotnu neravnotežu
- Smanjuje vibracije, ali ne rješava geometrijski problem
- Prihvatljivo ako je ekscentričnost unutar tolerancije i vibracije smanjene na odgovarajući način
- Dokumentirano ograničenje za precizne primjene
Za elektromotore/generatore
- Premjestite rotor kako biste smanjili varijacije zračnog raspora
- U težim slučajevima potrebno je ponovno bušenje statora ili zamjena
- Elektromagnetska kompenzacija ponekad je moguća uz napredne kontrole
Ekscentričnost rotora je geometrijska nesavršenost koja stvara dinamičke posljedice slične neravnoteži mase, ali s različitim dijagnostičkim značajkama. Prepoznavanje ekscentričnosti mjerenjem odstupanja i razumijevanje njenih ograničenja u balansiranju omogućuje odgovarajuće korektivne radnje - mehaničku korekciju kada je to izvedivo ili prihvaćanje s kompenzacijom ravnoteže kada je geometrijska modifikacija nepraktična.
Kategorije:
EN 
AR 
AZ 
BG 
ZH 
HR 
CS 
DA 
NL 
ET 
FI 
FR 
DE 
KA 
EL 
HE 
HI 
HU 
ID 
IT 
JA 
KO 
LV 
LT 
MS 
NB 
FA 
PL 
PT_BR 
PT 
RO 
SR 
SK 
SL 
ES 
SV 
TH 
TR 
UR 
UK 
VI 