Էքսցենտրիսիտետի հասկացումը պտտվող մեքենաներում
Մեջ ռոտորի դինամիկա, էքսցենտրիսիտետ ռոտորի զանգվածի կենտրոնի (գրավիտացիոն կենտրոնի) և նրա երկրաչափական կենտրոնի՝ լիսեռի իրական կենտրոնի միջև ռադիալ շեղումն է։ Իդեալականորեն հավասարակշռված ռոտորում այդ երկու կենտրոնները կհամընկնեին, սակայն արտադրական անկատարությունները և նյութի խտության ոչ համասեռությունը երաշխավորում են, որ որոշակի էքսցենտրիսիտետ գրեթե միշտ մնում է։ Երբ էքսցենտրիկ ռոտորը պտտվում է, կենտրոնից շեղված զանգվածը ստեղծում է կենտրոնախույս ուժ, և այդ ուժը անհավասարակշռություն տատանումների արմատական պատճառն է։ Այլ կերպ ասած՝ էքսցենտրիսիտետը ամենատարածված մեքենայական թերությունների երկրաչափական հիմքն է։
1. Սահմանում. Ի՞նչ է էքսցենտրիսիտետը
Էքսցենտրիսիտետը հեռավորություն է — սովորաբար միկրոմետրերի մի քանի միավոր — չափված պտտման առանցքին ուղղահայաց, որը ցույց է տալիս զանգվածի իրական կենտրոնացման և լիսեռի պտտման կետերի միջև տարբերությունը։ Քանի որ այն զանգվածի բաշխման հատկանիշ է, ոչ թե մակերևույթի տեսքի, իրական զանգվածային էքսցենտրիսիտետը անտեսանելի է և չի կարելի չափել ստացիոնար ռոտորի վրա ինդիկատորով։ Այն դրսևորվում է միայն այն ժամանակ, երբ ռոտորը պտտվում է և շեղված զանգվածը սկսում է մեկ պտույտում դուրս մղել կենտրոնախույս ուժ։
2. Էքսցենտրիսիտետի և անհավասարակշռության ուղղակի կապը
Էքսցենտրիսիտետը և անհավասարակշռությունը նույն մետաղադրամի երկու կողմերն են։ Անհավասարակշռությունը էքսցենտրիսիտետի ազդեցության չափումն է տվյալ արագությամբ՝ էքսցենտրիսիտետը ֆիզիկական պատճառն է։ Անհավասարակշռության քանակը ուղղակի համեմատական է ռոտորի զանգվածին և նրա էքսցենտրիսիտետին՝
Անհավասարակշռություն (U) = Զանգված (M) × Էքսցենտրիսիտետ (e)
Այս պարզ արտադրյալը բացատրում է, թե ինչու է էքսցենտրիսիտետը այդքան կարևոր։ Այն առաջացնող կենտրոնախույս ուժը աճում է քառակուսի պտտման արագության քառակուսու հետ, ուստի նույնիսկ մի քանի միկրոմետր էքսցենտրիսիտետը ծանր, բարձրարագ ռոտորի վրա կարող է ստեղծել հսկայական ուժ, որը հանգեցնում է լուրջ տատանում և արագ առանցքակալի մաշվածք։ Դուք կարող եք տեսնել, թե որքան կտրուկ է այդ ուժը աճում զանգվածի, էքսցենտրիսիտետի և արագության հետ՝ օգտագործելով անհավասարակշռությունից կենտրոնախույս ուժի հաշվիչ.
3. Էքսցենտրիսիտետի տեսակներ
Կարևոր է տարբերակել իրական էքսցենտրիսիտետը կապված երկրաչափական անկատարություններից, որոնք հաճախ շփոթվում են դրա հետ։
Զանգվածային էքսցենտրիսիտետ
Վերը սահմանված իրական էքսցենտրիսիտետը՝ զանգվածի կենտրոնի և երկրաչափական կենտրոնի միջև շեղումը։ Սա է, ինչը առաջացնում է անհավասարակշռություն և յուրաքանչյուր հավասարակշռման գործընթացի նպատակն է։ Այն չի կարելի ուղղակիորեն չափել ստացիոնար ռոտորի վրա ինդիկատորով՝ այն դրսևորվում է միայն դինամիկորեն՝ որպես մեկ պտույտում առաջացող ուժ, որի ուղղությունը (ծանր կետի անկյունը) որոշվում է փուլ 1× տատանումների փուլից։
Երկրաչափական էքսցենտրիսիտետ (պտտման շեղում)
Ռոտորի մակերևույթի շեղումը կատարյալ շրջանագծից՝ լիսեռի կամ ռոտորի «ոչ շրջանաձևության» չափ, նաև կոչվում է մեխանիկական պտտման շեղում։ Լիսեռի վզիկը կարող է թեթևակի ձվաձև լինել, կամ շարժակը մեքենայացված լինի լիսեռի վրա կենտրոնից շեղված։ Զանգվածային էքսցենտրիսիտետից տարբեր՝ այս կարելի է չափել ինդիկատորով դանդաղ պտտման ժամանակ։ Այն ուղղակիորեն չի ներկայացնում զանգվածային անհավասարակշռություն, սակայն էքսցենտրիկ երկրաչափական ձևը շատ հաճախ նպաստում է դրան։ Հստակ, բայց սերտ կապված ռոտորի էքսցենտրիսիտետի հասկացությունը նկարագրում է այս երկրաչափական շեղումը էլեկտրամոտորների և օդային բացակի համատեքստում։
Էլեկտրական պտտման շեղում
Սա ֆիզիկական անկատարություն չէ, այլ չափման արտեֆակտ, որը բնորոշ է ոչ կոնտակտային մոտեցման զոնդեր։ Երբ լիսեռի մակերևույթի մագնիսական թափանցելիությունը կամ էլեկտրական հաղորդականությունը տատանվում է, զոնդը վերադարձնում է կեղծ ազդանշան, որը նման է երկրաչափական պտտման շեղմանը։ Այս աղմուկը պետք է բնութագրվի և հանվի՝ սովորաբար կաբելային փոխհատուցման և դանդաղ պտտման շեղման հանման միջոցով՝ ռոտորային դինամիկական թեստավորման ժամանակ, հակառակ դեպքում այն կկեղծի իրական լիսեռային շարժում։
4. Էքսցենտրիսիտետի պատճառներ
Զանգվածային էքսցենտրիսիտետը ռոտոր է մտնում մի քանի ուղիներով՝
- Արտադրական թույլտվություններ՝ ոչ մի մեքենայացման, ձուլման կամ ժողովման գործընթաց կատարյալ չէ, ուստի փոքր սխալները անխուսափելի են։
- Նյութի խտության ոչ համասեռություն՝ ձուլվածքի կամ հարվածաձևվածքի մեջ ներառումները, դատարկությունները կամ ծակոտկենությունը նյութը դարձնում են ոչ համասեռ և շեղում զանգվածի կենտրոնը։
- Ասիմետրիկ դիզայն՝ մի քանի բաղադրիչներ, օրինակ՝ շափիչ լիսեռները, բնույթով ասիմետրիկ են։
- Մոնտաժային սխալներ՝ շարժակը կամ առանցքակալը, որը լիսեռի վրա կատարյալ կենտրոնացված չէ, ստեղծում է էքսցենտրիկ զանգված։
- Թերմոդեֆորմացիա՝ ոչ հավասարաչափ տաքացումը կամ սառեցումը կարող է ծռել ռոտորը՝ ժամանակավորապես շեղելով նրա զանգվածի կենտրոնը՝ ջերմային ծռվածք, հաճախ նկարագրվում է որպես ջերմային վեկտոր, քանի որ կարևոր են և՛ նրա չափը, և՛ ուղղությունը։
5. Ինչպես է լուծվում էքսցենտրիսիտետի խնդիրը
Քանի որ զանգվածի էքսցենտրիսիտետը անհավասարակշռության պատճառն է, այն ուղղվում է բալանսավորում միջոցով։ Զանգվածի փոքր քանակություն ավելացնելով կամ հեռացնելով՝ տեխնիկը ստեղծում է հակադիր կենտրոնախույս ուժ, որը արդյունավետորեն շարժում է ռոտորի զանգվածի կենտրոնական գիծը դեպի երկրաչափական կենտրոնական գիծը՝ նվազեցնելով ընդհանուր ուժը և հետևանքով առաջացող տատանումները։ Ժողովված մեքենայի վրա դա կատարվում է տեղում. շարժական երկու ալիքանի վերլուծիչ, օրինակ Balanset-1A չափում է 1× ամպլիտուդը և փուլը մեքենայի սեփական առանցքակալներում, հաշվարկում, թե որքան ուղղիչ կշիռ պետք է ավելացնել և որտեղ, և ստուգում է մնացորդային անհավասարակշռություն հետո։ Նկատի ունեցեք, որ հավասարակշռումը չեզոքացնում է էքսցենտրիսիտետի ազդեցություն ը։ Այն չի տեղաշարժում երկրաչափական մակերեսը, ուստի մեծ երկրաչափական պտտման շեղում ունեցող ռոտորը կարող է լավ հավասարակշռված լինել, սակայն դեռևս շփվել կամ ցույց տալ բարձր արժեք մոտիկության զոնդի վրա։
