플렉시블 로터란 무엇인가요?

유연한 회전자는 하나 이상의 임계 속도 이상에서 작동하므로 회전 중에 변형됩니다. 불균형 분포는 속도에 따라 변화하며, 이때 다양한 모드 형상이 여기됩니다. 터빈 축, 대형 발전기, 고속 압축기 회전자 등이 그 예입니다.

ISO 21940-14란 무엇인가요?

ISO 21940-14는 유연 회전체의 평형 품질을 평가하기 위한 절차를 제공합니다. 이 표준은 모달 불균형의 추가적인 복잡성을 다루고 각 주요 모드 형상에 대한 허용 오차 기준을 명시합니다.

강성 로터는 2면 밸런싱(저속)만 필요합니다. 유연 로터는 N개의 모드에 대해 N+2면 밸런싱이 필요하며, 속도에 따라 보정이 적용됩니다. 각 모드는 모달 질량과 임계 속도에 따라 고유한 불균형 허용 오차를 가집니다.

모달 불균형은 로터의 특정 굽힘 모드를 여기시키는 불균형 요소입니다. 각 모드는 자체 유효 질량을 가진 독립적인 단일 자유도 시스템처럼 작동합니다. 완전한 균형을 위해서는 각 주요 모드를 모두 고려해야 합니다.

N개의 유연 모드가 있는 경우, N+2개의 보정면이 필요합니다. 예를 들어, 1개 모드에는 3개의 보정면, 2개 모드에는 4개의 보정면, 3개 모드에는 5개의 보정면이 필요합니다. 보정면의 위치는 각 모드 형상에 효과적으로 영향을 미칠 수 있도록 선택해야 합니다.

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ISO 21940-14에 따라 플렉시블 로터의 모드별 불균형 허용 오차를 계산하십시오. 로터 질량, 최대 속도, 밸런스 등급 및 플렉시블 모드 수를 입력하십시오.

ISO 21940-14모달 밸런싱모드별 허용 오차

총 허용 불균형(ISO 21940-11)

모드별 허용 오차

특정 불균형(편심률)

수정용 비행기가 필요합니다

각속도 ω

ISO 21940-11(강성 로터 기준)과 동일합니다.

유연 회전체의 경우, 전체 허용 오차는 강체 모드(저속)와 각 유연 모드에 분산됩니다. 일반적인 엔지니어링 접근 방식은 다음과 같습니다.

여기서 N은 유연 모드의 개수 + 1(강체 모드)입니다. 각 모드는 전체 불균형 예산에서 동일한 몫을 받습니다.

N의 경우_{몸을 풀다} 유연 모드에서 최소 보정면 수는 다음과 같습니다.

예시 — 가스 터빈 로터

주어진: m = 500 kg, n = 8000 RPM, G2.5, 2가지 유연 모드

Ω = 2π × 8000/60 = 837.76rad/s

이자형_당 = 2.5 × 1000 / 837.76 = 2.984 μm

유_총 = 2.984 × 500 = 1492 g·mm

모드당 = 1492 / 3 = 497g·mm (3가지 모드: 1가지 고정형 + 2가지 유연형)

필요한 비행기 수: 2 + 2 = 4개의 수정 평면

⚠️ 주의: 균등 분포 모델은 단순화된 접근 방식입니다. 실제로는 모달 질량 참여율이 다를 수 있으며, 실제 허용 오차는 회전체 동역학 분석을 통해 검증해야 합니다.