A forgógépek rotorjának megértése

Definíció: Mi a rotor?

A rotor a gépezet elsődleges forgó szerelvénye. Általában egy központi tengelyből áll, amelyre más alkatrészek – például járókerekek, lapátok, mágnesek vagy armatúrák – vannak felszerelve. A teljes szerelvényt csapágyak tartják, és nyomaték átvitelére és munka elvégzésére tervezték. A rotor forgás közbeni viselkedésének, beleértve a rezgéseit és elhajlásait is, tanulmányozása az úgynevezett rotordinamika, a gépészet egyik kritikus területe.

Az alapvető osztályozás: Merev vs. rugalmas rotorok

A rotordinamika legfontosabb különbsége, hogy a rotor „merev” vagy „rugalmas” testként viselkedik-e. Ez az osztályozás nem az anyag tulajdonságain alapul, hanem a gép üzemi sebessége és a rotor sebessége közötti kapcsolaton. kritikus sebességek (a természetes hajlítási frekvenciái).

Merev rotorok

Egy rotort tekintünk merev ha az üzemi sebessége jóval az első hajlítási kritikus sebessége alatt van (jellemzően kisebb, mint az első kritikus 70%). Ezeknél a sebességeknél a tengely nem hajlik vagy hajlik jelentősen a dinamikus erők miatt. Feltételezhető, hogy a teljes rotor egyetlen, merev tömegként forog.

• Jellemzők: Általában rövidebbek, zömökebbek és alacsonyabb sebességgel működnek.
• Kiegyensúlyozottság: Teljesen korrigálható a használatával kétsíkú dinamikus kiegyensúlyozás a merev testmechanika alapelvei szerint.
• Példák: A legtöbb szabványos villanymotor, alacsony fordulatszámú ventilátorok, köszörűkorongok és számos szivattyú járókerék.

Rugalmas rotorok

Egy rotort tekintünk rugalmas ha olyan sebességgel működik, amely közel van egy vagy több kritikus hajlítási sebességéhez, azon a sebességgel vagy annál nagyobb. Ahogy a rotor közeledik egy kritikus sebességhez, a tengely jelentősen elhajlik és meghajlik. Ennek a hajlításnak az alakját „módusalaknak” nevezzük.

• Jellemzők: Általában hosszúak, karcsúak és nagy sebességgel működnek.
• Kiegyensúlyozottság: A kétsíkú kiegyensúlyozás nem elegendő. A rugalmas rotorok fejlettebb, többsíkú kiegyensúlyozási technikákat igényelnek, amelyek figyelembe veszik a tengely görbülését. Ez magában foglalhatja a „móduskiegyensúlyozást” (az egyes módusformák külön-külön történő kiegyensúlyozása) vagy a többsebességes befolyásolási együttható kiegyensúlyozását.
• Példák: Nagy gőz- és gázturbinák, nagy sebességű kompresszorok, hosszú hajtótengelyek és generátorrotorok.

A rugalmas rotorok tervezése és elemzése sokkal összetettebb, mivel dinamikus viselkedésük a sebességgel változik.

A rotorszerelvény közös alkatrészei

A rotor több, mint egy tengely. Egy tipikus szerelvény a következőket tartalmazhatja:

• Tengely: A nyomatékot továbbító központi alkatrész.
• Járókerekek, lapátok vagy lapátok: Folyadékon dolgozó alkatrészek (szivattyúkban, ventilátorokban, turbinákban).
• Armatúra/Tekercselések: A villanymotor vagy generátor forgó része.
• Folyóiratok: A tengely magasfényűre polírozott részei, amelyek a csapágyakon belül helyezkednek el.
• Csatlakozók: Az agyak, amelyekkel a rotort egy másik géphez csatlakoztatták.
• Tológyűrűk: Alkatrészek, amelyek elnyelik az axiális erőket.
• Egyensúlygyűrűk vagy síkok: Kijelölt helyek, ahová a korrekciós súlyokat hozzáadják a kiegyensúlyozás során.

A rotorokkal kapcsolatos gyakori problémák

A rezgésanalízist a rotoregységből eredő problémák széles skálájának észlelésére használják:

• Kiegyensúlyozatlanság: A leggyakoribb probléma az egyenetlen tömegeloszlás.
• Hajlított tengely: Fizikai kanyar vagy ív a tengelyben.
• Tengely repedése: Egy kialakulóban lévő fáradásos repedés, amely katasztrofális meghibásodáshoz vezethet.
• Eltolódás: Bár a rotorok között probléma, a rotoregységen belül nagy feszültségeket okoz.
• Rotor-sztátor dörzsölés: A gép forgó és álló részei közötti érintkezés.
• Lazaság: Egy alkatrész (például egy járókerék) laza illeszkedése a tengelyen.

← Vissza a fő tartalomjegyzékhez