오버헝 로터 이해

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발란셋-4

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정의: 오버헝 로터란 무엇인가?

안 오버행 로터 (캔틸레버 로터 또는 캔틸레버 로터라고도 함)는 로터 회전 질량이 지지 베어링 너머로 뻗어 외팔보 형태로 장착된 구성입니다. 이 설계에서는 회전자가 한쪽 면으로만 지지되고, 작동 요소(임펠러, 팬 휠, 연삭 휠 등)는 두 베어링 사이에 위치하는 대신 베어링 지지대에서 돌출되어 있습니다.

이 구성은 다양한 유형의 산업 장비에서 일반적이며 고유한 과제를 제시합니다. 밸런싱 증폭으로 인해 불균형 지지대 작용을 통한 힘.

오버헝 로터의 일반적인 예

오버헝 로터 설계는 산업 및 상업 분야에서 널리 사용됩니다.

HVAC 및 산업용 팬

• 모터 샤프트에서 확장되는 원심 송풍기 임펠러
• 모터 엔드 벨에 장착된 축 냉각 팬
• 받침대 장착형 산업용 팬

펌프

• 단일 단계 원심 펌프 임펠러
• 임펠러가 모터 베어링에서 확장되는 밀착 결합 펌프

공작기계

• 오버행 스핀들의 연삭 휠
• 밀링 커터 및 툴 홀더
• 선반 척

전력 전달

• 모터 샤프트에 장착된 풀리 및 풀리
• 확장된 샤프트의 기어 휠
• 체인 스프라켓

가공 장비

• 믹서 교반기 및 임펠러
• 터빈 샤프트의 터빈 블레이드

왜 오버헝 디자인을 사용했나요?

균형 조정의 어려움에도 불구하고 오버헝 로터는 상당한 실용적 이점을 제공합니다.

1. 접근성

전체 기계를 분해하거나 베어링을 손상시키지 않고도 작업 요소에 쉽게 접근하여 검사, 유지관리 및 교체할 수 있습니다.

2. 단순성과 비용

베어링 지지대 하나를 제거하면 기계적 복잡성, 부품 수, 제조 비용이 줄어듭니다.

3. 공간 효율성

컴팩트한 디자인으로 베어링 간 배열보다 축 방향 공간이 덜 필요합니다.

4. 간편한 장착

구성 요소는 종종 사용자 정의 커플링 배열 없이 표준 모터 샤프트나 기존 기계에 직접 장착될 수 있습니다.

5. 프로세스 요구 사항

일부 응용 분야(펌프, 믹서, 화학 처리)에서는 공정 유체나 재료에 접근하기 위해 작업 요소를 한쪽에만 두는 것이 필요합니다.

독특한 균형 과제

오버헝 로터는 베어링 간 설계보다 불균형에 더 민감하게 반응하는 몇 가지 문제점을 안고 있습니다.

1. 순간 증폭

모든 불균형 오버행 로터에서는 원심력뿐만 아니라 베어링 지지대에 대한 모멘트(토크)도 발생합니다. 질량이 베어링에서 멀어질수록 이 모멘트는 더 커지고, 작은 불균형에도 그 영향이 증폭됩니다. 이는 레버 암 원리로 설명할 수 있습니다. 힘 × 거리 = 모멘트.

2. 높은 베어링 하중

캔틸레버 구조는 베어링, 특히 로터에 가장 가까운 베어링에 높은 반경 방향 하중과 모멘트 하중을 가합니다. 불균형은 이러한 하중을 악화시켜 베어링 마모를 가속화합니다.

3. 샤프트 굽힘 및 처짐

캔틸레버 샤프트는 굽힘력을 받으며, 불균형이 조금만 있어도 돌출된 끝부분에서 샤프트가 크게 휘어질 수 있습니다. 특히 속도가 빠르거나 돌출 거리가 길 경우 더욱 그렇습니다.

4. 커플링 및 키웨이 효과

많은 오버행 로터는 키, 셋스크류 또는 커플링을 통해 모터 축에 장착됩니다. 이러한 연결은 불균형 상태를 유발하거나 변화시킬 수 있으며, 느슨함은 진동을 크게 악화시킵니다.

5. 설치에 대한 민감도

부적절한 장착(샤프트에 완전히 안착되지 않음, 각도가 틀어짐, 느슨한 패스너)은 베어링 간 설계보다 오버행 로터에 더 큰 영향을 미칩니다.

오버헝 로터의 밸런싱 고려 사항

단일 평면이면 보통 충분함

대부분의 오버행 로터는 축 방향으로 비교적 짧으며 다음을 사용하여 효과적으로 균형을 맞출 수 있습니다. 단일 평면 밸런싱. 그 보정 평면 일반적으로 로터 자체에서 가장 접근하기 쉬운 위치에 있습니다.

정적 균형과 동적 균형

• 정적 균형: 로터의 질량 중심이 회전축에 위치하도록 합니다. 디스크형 오버행 로터의 경우, 정적 균형만으로도 충분한 경우가 많습니다.
• 동적 균형: 더 긴 오버행 로터 또는 상당한 축 두께를 가진 로터의 경우 두 평면에서 동적 균형을 맞춰야 할 수도 있습니다. 부부 불균형.

오버행 거리가 중요합니다

오버행 거리(가장 가까운 베어링에서 로터의 질량 중심까지의 거리)가 클수록 균형 품질이 더욱 중요해집니다. 일반적으로 다음과 같습니다.

• 짧은 오버행(L/D) < 0.3): 덜 민감하고 표준 균형 허용 오차가 적용됩니다.
• 중간 오버행(0.3 < L/D < 0.7): 더 민감하므로 허용 오차를 더 엄격하게 고려하세요.
• 긴 오버행(L/D > 0.7): 매우 민감하고 신중한 균형 조정이 필요하며 동적 균형이 필요할 수 있음

여기서 L은 오버행 길이이고 D는 로터 직경입니다.

오버헝 로터 밸런싱을 위한 모범 사례

1. 가능한 경우 최종 설치 구성의 균형 유지

오버행 로터는 장착 방식에 특히 민감합니다. 이상적으로는 다음을 수행하십시오. 필드 밸런싱 로터가 샤프트에 설치되어 최종 작동 구성이 완료된 상태입니다.

2. 안전한 장착 확인

균형을 맞추기 전에 다음 사항을 확인하세요.

• 모든 장착 패스너(세트 나사, 볼트, 키)가 제대로 조여져 있습니다.
• 로터는 틈새 없이 샤프트에 완전히 고정됩니다.
• 과도한 여유 공간 없이 모든 키웨이가 제대로 맞춰져 있습니다.
• 로터는 샤프트에 수직입니다(코킹되거나 각도가 맞지 않음)

3. 적절한 교정 반경을 사용하세요

장소 보정 가중치 가능한 한 큰 반경(일반적으로 외경 근처)으로 설정합니다. 이렇게 하면 보정 중량 1g당 효과가 극대화되어 더 작은 중량 추가가 가능합니다.

4. 런아웃 확인

샤프트 측정 런아웃 균형을 맞추기 전에. 과도한 런아웃(편심, 흔들림, 축 휘어짐)은 적절한 균형을 이루는 데 방해가 되므로 먼저 수정해야 합니다.

5. 진동 측정 시 모멘트 효과 고려

측정할 때 진동 오버행 로터 설치 시, 접근 가능한 경우 구동측 베어링과 비구동측 베어링 모두에서 측정값을 측정합니다. 오버행 질량에 의해 발생하는 모멘트로 인해 진동 패턴은 위치에 따라 상당히 다릅니다.

6. 더 엄격한 허용 오차를 사용하세요

증폭 효과로 인해 하나를 지정하는 것을 고려하십시오. G등급 동등한 베어링 간 로터에 사용되는 것보다 더 단단하게 조여야 합니다. 예를 들어, 중요한 용도에는 G 6.3 대신 G 2.5를 사용하십시오.

일반적인 문제 및 해결책

문제: 균형 조정 후 진동이 다시 발생합니다.

가능한 원인:

• 작동 중 느슨한 장착 하드웨어가 느슨하게 작동했습니다.
• 수정 가중치가 이동하거나 떨어졌습니다.
• 재료 축적 또는 침식으로 인해 균형 상태가 변경되었습니다.
• 열 성장으로 인해 이동이 발생했습니다.

해결책: 나사 고정제를 사용하고, 교정용 추를 용접하거나 영구적으로 부착하고, 정기적인 검사 일정을 수립하세요.

문제: 허용 가능한 균형을 달성할 수 없음

가능한 원인:

• 샤프트 런아웃 또는 샤프트 굽음
• 베어링 마모 또는 과도한 클리어런스
• 작동 속도에서의 구조적 공진
• 로터 장착 불량(코킹, 완전히 안착되지 않음)

해결책: 균형을 맞추기 전에 기계적 문제를 해결하고, 샤프트의 직진성을 확인하고, 마모된 베어링을 교체하고, 올바르게 장착되었는지 확인하세요.

신규 장비 설계 고려 사항

오버행 로터가 있는 장비를 설계할 때:

• 오버행 최소화: 오버행 거리는 가능한 한 짧게 유지하세요.
• 샤프트를 강화하세요: 굽힘을 방지하려면 더 큰 직경의 샤프트를 사용하십시오.
• 견고한 베어링을 사용하세요: 적절한 반경 및 모멘트 하중 용량을 갖춘 베어링을 지정하세요.
• 균형 기능 제공: 균형추를 추가/제거하기 위한 설계 수정 평면 또는 접근 가능한 위치
• 사전 밸런싱을 고려하세요: 가능하다면 설치 전에 로터 요소의 균형을 맞추십시오.
• 적절한 허용 오차를 지정하세요: 과도하게 지정하지 마십시오. 그러나 돌출된 디자인에는 적절한 균형이 필요하다는 점을 인식하십시오.

산업 표준 및 지침

오버헝 로터에는 별도의 밸런싱 표준이 없지만, 특별한 참고 사항이 있는 일반 밸런싱 표준이 적용됩니다.

• ISO 21940-11: 오버행 로터에 적용 가능한 G등급 선택 지침 제공
• API 610(원심 펌프): 오버행 펌프 임펠러의 균형 품질을 지정합니다.
• ANSI/AGMA 표준: 오버행 기어와 풀리의 균형을 맞추기 위한 지침 제공

일반적으로 표준 균형 등급을 적용하지만, 돌출된 구성의 경우 증폭 효과를 보상하기 위해 한 단계 더 조여진 등급이 유리할 수 있음을 인식하세요.

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