Rotoriaus supratimas besisukančiose mašinose

Apibrėžimas: Kas yra rotorius?

A rotorius yra pagrindinis besisukantis mazgas mechanizme. Paprastai jį sudaro centrinis velenas, ant kurio sumontuoti kiti komponentai, pvz., sparnuotės, mentės, magnetai arba armatūros. Visas mazgas yra laikomas guolių ir skirtas perduoti sukimo momentą bei atlikti darbą. Rotoriaus elgesio jam besisukant, įskaitant jo vibracijas ir deformacijas, tyrimas vadinamas rotoriaus dinamika, itin svarbi mechanikos inžinerijos sritis.

Pagrindinė klasifikacija: standūs ir lankstūs rotoriai

Svarbiausias rotoriaus dinamikos skirtumas yra tai, ar rotorius elgiasi kaip „standus“, ar kaip „lankstus“ kūnas. Ši klasifikacija grindžiama ne medžiagos savybėmis, o mašinos veikimo greičio ir rotoriaus greičio santykiu. kritiniai greičiai (jo natūralūs lenkimo dažniai).

Standūs rotoriai

Rotorius laikomas standus jei jo veikimo greitis yra gerokai mažesnis už pirmąjį kritinį lenkimo greitį (paprastai mažesnis nei pirmojo kritinio greičio 70%). Esant tokiems greičiams, velenas dėl dinaminių jėgų reikšmingai nesilenkia ir nelinksta. Galima laikyti, kad visas rotorius sukasi kaip viena standi masė.

• Charakteristikos: Paprastai būna trumpesni, kresnesni ir veikia mažesniu greičiu.
• Balansavimas: Galima visiškai pataisyti naudojant dviejų plokštumų dinaminis balansavimas pagal standaus kūno mechanikos principus.
• Pavyzdžiai: Dauguma standartinių elektros variklių, lėtaeigiai ventiliatoriai, šlifavimo diskai ir daugelis siurblių sparnuočių.

Lankstūs rotoriai

Rotorius laikomas lankstus jei jis suprojektuotas veikti greičiu, kuris yra artimas, lygus arba didesnis už vieną ar kelis jo kritinius lenkimo greičius. Rotoriui artėjant prie kritinio greičio, velenas pradės smarkiai deformuotis ir lenktis. Šio lenkimo forma vadinama „režimo forma“.

• Charakteristikos: Paprastai būna ilgi, liekni ir veikia dideliu greičiu.
• Balansavimas: Dviejų plokštumų balansavimo nepakanka. Lankstiems rotoriams reikalingos pažangesnės, daugiaplokštės balansavimo technikos, atsižvelgiant į veleno lenkimą. Tai gali apimti „modalinį balansavimą“ (kiekvienos režimo formos balansavimą atskirai) arba kelių greičių įtakos koeficiento balansavimą.
• Pavyzdžiai: Didelės garo ir dujų turbinos, greitaeigiai kompresoriai, ilgi varantieji velenai ir generatorių rotoriai.

Lanksčių rotorių projektavimas ir analizė yra daug sudėtingesni, nes jų dinaminis elgesys keičiasi greičiui bėgant.

Bendrieji rotoriaus mazgo komponentai

Rotorius yra daugiau nei tik velenas. Įprastą mazgą gali sudaryti:

• Velenas: Centrinis komponentas, perduodantis sukimo momentą.
• Sparnuotės, mentės arba mentės: Komponentai, kurie veikia su skysčiu (siurbliuose, ventiliatoriuose, turbinose).
• Armatūra / apvijos: Sukamoji elektros variklio arba generatoriaus dalis.
• Žurnalai: Labai nupoliruotos veleno dalys, esančios guoliuose.
• Jungtys: Stebulės, naudojamos rotoriui prijungti prie kitos mašinos.
• Traukos apykaklės: Komponentai, kurie sugeria bet kokias ašines jėgas.
• Balansiniai žiedai arba plokštumos: Paskirtos vietos, kur balansavimo metu pridedami korekciniai svoriai.

Dažnos su rotoriais susijusios problemos

Vibracijos analizė naudojama norint aptikti įvairias problemas, kylančias dėl rotoriaus mazgo:

• Disbalansas: Dažniausia problema, kurią sukelia netolygus masės pasiskirstymas.
• Išlenktas velenas: Fizinis veleno lenkimas arba išlinkimas.
• Veleno įtrūkimas: Besivystantis nuovargio įtrūkis, galintis sukelti katastrofišką gedimą.
• Nesuderinimas: Nors tai yra problema tarp rotorių, ji sukelia didelius įtempius rotoriaus mazge.
• Rotoriaus ir statoriaus trintis: Besisukančios ir stacionarios mašinos dalių sąlytis.
• Laisvumas: Laisvas komponento (pvz., sparnuotės) pritvirtinimas prie veleno.

← Atgal į pagrindinį rodyklę