Comprensione del rotore rigido

1. Definizione: cos'è un rotore rigido?

A Rotore rigido è un rotore che non si piega, flette o cambia forma in modo significativo sotto l'influenza della propria sbilanciare forze alla sua velocità operativa di servizio. Ai fini del bilanciamento, un rotore è considerato rigido se funziona a una velocità inferiore a 70-75% della sua prima velocità critica.

Il principio chiave dell'equilibratura rigida del rotore è che la distribuzione dello squilibrio lungo la lunghezza del rotore non cambia al variare della velocità del rotore. Ciò significa che uno stato di equilibrio ottenuto a bassa velocità su una macchina equilibratrice sarà comunque valido ed efficace quando il rotore viene azionato alla sua velocità di servizio molto più elevata.

La stragrande maggioranza dei rotori industriali più comuni, come gli indotti dei motori elettrici, i ventilatori, le pompe e le pulegge, sono trattati come rotori rigidi.

2. Rigido vs. Rotore flessibile

La distinzione tra rotori rigidi e flessibili è uno dei concetti più importanti nel bilanciamento dei rotori:

Rotore rigido

• Velocità operativa: Ben al di sotto della sua prima velocità critica (tipicamente < 75%).
• Comportamento: Non si piega né si flette a causa delle forze centrifughe. Le sue caratteristiche di sbilanciamento sono indipendenti dalla velocità.
• Procedura di bilanciamento: Può essere bilanciato a una singola, comoda bassa velocità. Una bilancia standard a due piani è sufficiente per correggere qualsiasi squilibrio dinamicoLo standard internazionale per il bilanciamento del rotore rigido è ISO 21940-11.

Rotore flessibile

• Velocità operativa: Si avvicina, attraversa o opera ben al di sopra di una o più delle sue velocità critiche.
• Comportamento: Si piega e si flette quando raggiunge velocità critiche. Le forze di sbilanciamento causano la deformazione del rotore (deflessione) e la posizione del "punto pesante" può sembrare spostata.
• Procedura di bilanciamento: Molto più complesso. Richiede un bilanciamento multipiano (spesso più di due piani) e deve essere eseguito a velocità di servizio o prossima a quella di esercizio per tenere conto della flessione del rotore. Sono necessarie tecniche specializzate.

3. L’importanza dell’assunzione “rigida”

Il presupposto che un rotore si comporti in modo rigido è ciò che consente un bilanciamento pratico, economico e sicuro sulle macchine equilibratrici industriali. Queste macchine in genere fanno girare i rotori a velocità relativamente basse (poche centinaia di giri al minuto) per motivi di sicurezza e semplicità meccanica.

Se un rotore è veramente rigido, il sbilanciare Misurato a 400 giri/min sulla macchina equilibratrice, si otterrà lo stesso squilibrio che causa vibrazioni a 3600 giri/min sul campo. Correggendolo a bassa velocità, il problema viene risolto ad alta velocità. Se il rotore fosse effettivamente flessibile, un'equilibratura a bassa velocità sarebbe inefficace, poiché il rotore si piegherebbe e presenterebbe uno stato di squilibrio completamente diverso alla sua velocità di esercizio più elevata.

4. Quando un rotore è considerato rigido?

La decisione di trattare un rotore come rigido si basa sulla sua geometria e sulla velocità operativa:

• Rotori corti e tozzi: I rotori che hanno un diametro elevato rispetto alla loro lunghezza (come una mola o un freno a disco) sono quasi sempre rigidi.
• Rotori lunghi e sottili: I rotori lunghi e sottili (come un albero motore o il rotore di un compressore multistadio) hanno maggiori probabilità di essere flessibili, soprattutto se funzionano ad alta velocità.

In definitiva, il test definitivo è il rapporto tra la velocità operativa e la prima velocità critica. Se questo rapporto è basso, un approccio di bilanciamento rigido del rotore è appropriato e avrà successo.

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