A rugalmas rotor megértése

Definíció: Mi az a flexibilis rotor?

A rugalmas rotor egy olyan rotor, amely a centrifugális erők miatt deformálódik vagy görbül, amikor a forgáspontján vagy annak közelében működik. kritikus sebességek. Ellentétben egy merev rotor, amely alacsony fordulatszámon kiegyensúlyozható, és a teljes üzemi fordulatszám-tartományában kiegyensúlyozott marad, a rugalmas rotor kiegyensúlyozatlanságának eloszlása az alakjának a sebességgel való változásával változik. Ez azt jelenti, hogy a rugalmas rotor kiegyensúlyozása lényegesen összetettebb folyamat.

Általános szabályként elmondható, hogy egy rotort akkor tekintünk rugalmasnak, ha a maximális üzemi sebessége 70% vagy több az első hajlítási kritikus sebességének.

Miért viselkednek másképp a rugalmas rotorok?

A flexibilis rotor megértésének kulcsa a következő koncepció: kritikus sebességek és mód alakzatok.

• Kritikus sebesség: Ez egy olyan forgási sebesség, amely megegyezik a rotor egyik természetes frekvenciájával. Ennél a sebességnél a rotor rezonanciát tapasztal, és minden kis mértékű kiegyensúlyozatlanság jelentősen felerősödik, ami a rotor görbülését okozza.
• Mód alakja: Ez az a jellegzetes alak, amelyet a rotor felvesz, amikor egy adott kritikus sebességen áthalad. Az első kritikus sebesség egyszerű fél-szinuszhullám alakú, a második teljes szinuszhullám alakú (egy csomóponttal a közepén), és így tovább.

Amikor egy rugalmas rotor felfelé pörög, a „nehéz pont” (tömegközéppont) helye eltolódik a görbülés miatt. Az alacsony sebességnél fennálló kiegyensúlyozatlanság nagy sebességnél teljesen más effektív helyen lehet. Ezért egy egyszerű, kétsíkú kiegyensúlyozás alacsony sebességnél nem lesz elegendő a zavartalan működés biztosításához üzemi sebességnél vagy a kritikus sebességeken való áthaladás során.

Rugalmas rotorok kiegyensúlyozása

A rugalmas rotorok kiegyensúlyozása speciális feladat, amely fejlett technikákat és berendezéseket igényel, ahogyan azt a szabványok, például a következők is leírják: ISO 21940-12A cél nem csak az, hogy a rotort egy sebességhez kiegyensúlyozzák, hanem az is, hogy a teljes működési tartományában simán működjön, beleértve a kritikus sebességeket is.

Gyakori technikák a következők:

• Modális kiegyensúlyozás: Ez egy hatékony technika, ahol minden egyes hajlítási módot különálló kiegyensúlyozatlansági problémaként kezelnek. A korrekciós súlyokat stratégiailag több síkban helyezik el a rotor mentén, hogy kifejezetten ellensúlyozzák az egyes módusok alakja által generált erőket. Például az első módus korrigálásához a súlyokat a rotor közepére helyezik, ahol a hajlítás a legnagyobb. A második módus korrigálásához a súlyokat a központi csomópont két oldalára helyezik.
• Befolyásolási együttható módszer (többsebességű, többsíkú): Ez magában foglalja a rotor több különböző sebességen történő járatását (beleértve a kritikus sebességek közelében lévőket is), és próbasúlyok használatát több korrekciós síkban. Az adatokat egy összetett befolyásolási együtthatók mátrixának felépítésére használják, amely leírja a rotor válaszát. Egy számítógép ezután megoldja ezt a mátrixot, hogy meghatározza az optimális korrekciós súlykészletet több síkhoz egyszerre.

Ez a folyamat jellemzően egy nagy sebességű kiegyensúlyozó gépet igényel, amely biztonságosan képes működtetni a rotort a kritikus sebességeken, valamint egy kifinomult szoftvert a szükséges számítások elvégzéséhez.

Rugalmas rotorok példái

A rugalmas rotorok gyakoriak a nagy teljesítményű gépekben, beleértve:

• Nagy gőz- és gázturbinás generátorok
• Nagy sebességű turbókompresszorok
• Hosszú, karcsú tengelyek és görgők papírgépekben
• Nagy sebességű szerszámgép-orsók

← Vissza a fő tartalomjegyzékhez