フレキシブルローターの理解

定義: フレキシブル ローターとは何ですか?

A フレキシブルローター 回転軸は、回転軸の真上または真上付近で回転すると遠心力によって変形したり曲がったりする回転軸である。 臨界速度とは異なり、 剛性ローター低速域ではバランス調整が可能で、動作速度域全体にわたってバランスを維持しますが、フレキシブルローターは速度に応じて形状が変化するため、アンバランス分布も変化します。つまり、フレキシブルローターのバランス調整は、はるかに複雑なプロセスとなります。

一般的な目安として、ローターの最大使用速度が 70%以上 最初の曲げ臨界速度。

フレキシブルローターの動作が異なるのはなぜですか?

フレキシブルローターを理解する鍵は、 臨界速度 そして モード形状.

• 臨界速度: これは、ローターの固有振動数の一つに一致する回転速度です。この速度ではローターは共振を起こし、わずかなアンバランスも大きく増幅され、ローターが曲がります。
• モード形状: これは、ローターが特定の臨界速度を通過する際に変化する特徴的な形状です。最初の臨界速度は単純な半正弦波、2番目の臨界速度は完全な正弦波（中央に節がある）というように変化します。

フレキシブルローターが回転すると、このたわみによって「重心」（重心）の位置が移動します。低速時に発生するアンバランスは、高速時には全く異なる実効位置にある可能性があります。したがって、低速時に実施する単純な2面バランス調整では、実用速度時や危険速度通過時のスムーズな動作を確保するには不十分です。

フレキシブルローターのバランス調整

フレキシブルローターのバランス調整は、次のような規格で規定されているように、高度な技術と設備を必要とする特殊な作業です。 ISO 21940-12目標は、ローターを特定の速度でバランスさせるだけでなく、臨界速度の通過も含め、動作範囲全体にわたってスムーズに動作させることです。

一般的な手法は次のとおりです。

• モーダルバランシング: これは、各曲げモードを個別のアンバランス問題として扱う強力な手法です。補正ウェイトは、ローターの複数の平面に戦略的に配置され、各モード形状によって発生する力を個別に打ち消します。例えば、第1モードを補正するには、ローターの中央、曲げが最大となる部分にウェイトを配置します。第2モードを補正するには、中央ノードの両側にウェイトを配置します。
• 影響係数法（多速度、多平面） この手法では、ローターを複数の異なる速度（臨界速度付近を含む）で回転させ、複数の補正面で試験的な重量を適用します。得られたデータを用いて、ローターの応答を表す複雑な影響係数行列を構築します。そして、コンピュータがこの行列を解き、複数の面における最適な補正重量の組み合わせを同時に決定します。

このプロセスでは通常、ローターを臨界速度で安全に操作できる高速バランシング マシンと、必要な計算を実行する高度なソフトウェアが必要です。

フレキシブルローターの例

フレキシブルローターは、次のような高性能機械でよく使用されます。

• 大型蒸気およびガスタービン発電機
• 高速ターボコンプレッサー
• 抄紙機の細長いシャフトとローラー
• 高速工作機械スピンドル

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