ISO 21940-12: Mechaniniai virpesiai. Rotorių balansavimas. 12 dalis. Lanksčiai veikiančių rotorių procedūros ir tolerancijos

Santrauka

ISO 21940-12 sprendžia sudėtingą balansavimo iššūkį lankstūs rotoriaiLankstus rotorius yra toks, kurio forma ir disbalanso pasiskirstymas labai kinta priklausomai nuo sukimosi greičio, ypač artėjant prie lenkimo taško ir per jį. kritiniai greičiaiSkirtingai nuo standžių rotorių (aptartų 11 dalyje), lanksčiojo rotoriaus negalima subalansuoti esant mažam greičiui ir tikėtis, kad jis išliks subalansuotas esant dideliam darbiniam greičiui. Šiame standarte pateikiamos specializuotos, daugiagreitės ir daugiaplokštės procedūros, reikalingos tinkamai subalansuoti šias sudėtingas besisukančias sistemas, kurios yra įprastos didelio našumo mašinose, tokiose kaip dujų turbinos, kompresoriai ir ilgi pramoniniai ritiniai.

Turinys (koncepcinė struktūra)

Standartas suteikia pagrindą suprasti ir taikyti pažangius metodus, reikalingus lanksčiam rotorių balansavimui:

1. 1. Lanksčių rotorių taikymo sritis ir klasifikacija:

   Šiame pradiniame skyriuje apibrėžiama standarto taikymo sritis, nurodant, kad jis taikomas rotoriams, kurie pasižymi lanksčiu elgesiu, t. y. jų disbalanso pasiskirstymas ir (arba) deformuota forma keičiasi priklausomai nuo greičio. Jame pristatoma esminė klasifikavimo sistema, skirta šiems rotoriams suskirstyti į kategorijas pagal jų dinamines charakteristikas, kurios yra būtinos norint pasirinkti tinkamą balansavimo strategiją. Klasės svyruoja nuo:

   • 1 klasė: Standūs rotoriai (apimama ISO 21940-11).
   • 2 klasė: Beveik standūs rotoriai, kuriuos galima subalansuoti mažu greičiu, tačiau darbiniu greičiu gali reikėti balansuoti lygintuvą.
   • 3 klasė: Rotoriai, kuriems reikia balansuoti keliais greičiais, dažnai naudojant įtakos koeficientas metodas, paprastai einantis per vieną ar kelis kritinius greičius.
   • 4 ir 5 klasės: Labai lankstūs rotoriai, pavyzdžiui, dideliuose turbinų generatoriuose, kuriems reikalingi pažangūs modalinio balansavimo metodai, kad būtų galima ištaisyti kelis lenkimo režimus.

   Ši klasifikacija suteikia sistemingą būdą nustatyti balansavimo užduoties sudėtingumą ir būtinas procedūras, kad būtų pasiektas sėkmingas balansas visame veikimo greičio diapazone.

2. 2. Balansavimo procedūros:

   Šis skyrius sudaro techninę standarto dalį, kurioje išsamiai aprašomos pažangios, daugiapakopės procedūros, būtinos lankstiems rotoriams. Jame paaiškinama, kad paprasto mažo greičio balansavimo nepakanka ir jį reikia papildyti didelio greičio metodais, kad būtų atsižvelgta į rotoriaus lenkimą. Standarte apibrėžiamos dvi pagrindinės metodikos:

   • Svetainė Įtakos koeficientas Metodas: Tai universalus ir plačiai naudojamas metodas. Jis apima sistemingą žinomo bandomojo svarelio išdėstymą vienoje korekcijos plokštumoje ir gauto vibracijos atsako (amplitudės ir fazės) matavimą keliose vietose ir esant keliems greičiams. Šis procesas kartojamas kiekvienai korekcijos plokštumai. Surinkti duomenys naudojami „įtakos koeficientų“ matricai apskaičiuoti, kuri matematiškai apibrėžia, kaip disbalansas bet kurioje plokštumoje veikia vibraciją bet kuriame matavimo taške ir esant bet kuriam greičiui. Tada kompiuteris naudoja šią matricą, kad nustatytų korekcijos svarelių rinkinį ir jų kampinį išdėstymą visose plokštumose, kad vienu metu būtų sumažinta vibracija visame greičio diapazone.
   • Modalinis balansavimas: Tai fiziškai intuityvesnis metodas, kuris kiekvieną rotoriaus lenkimo režimą traktuoja kaip atskirą disbalanso problemą. Procedūra apima rotoriaus veikimą tam tikru kritiniu greičiu arba arti jo, kad būtų maksimaliai sužadinta atitinkama režimo forma. Atliekami vibracijos matavimai, siekiant nustatyti tos režimo „sunkiosios vietos“ vietą, o korekciniai svareliai dedami į didžiausio nukrypimo taškus (priešmazgius) tai režimo formai, kad ją neutralizuotų. Tada šis procesas kartojamas nuosekliai kiekvienam reikšmingam lenkimo režimui rotoriaus veikimo greičio diapazone, efektyviai subalansuojant rotorių po vieną režimą.
3. 3. Balanso tolerancijų specifikacija:

   Šiame skyriuje paaiškinama, kad paprasti G klasės tolerancijos, naudojamos standiesiems rotoriams, dažnai yra nepakankamos lankstiesiems rotoriams. Vietoj to, jame pateikiami išsamesni tolerancijos kriterijai, kurie gali būti pagrįsti keliais veiksniais, įskaitant:

   • Kiekvieno reikšmingo lenkimo režimo liekamojo modalinio disbalanso ribos.
   • Absoliučių veleno virpesių amplitudių ribos tam tikrose vietose ir greičiuose (ypač esant darbiniam greičiui).
   • Guoliams perduodamų jėgų ribos.
4. 4. Galutinio balanso būsenos patikrinimas:

   Šiame paskutiniame skyriuje išsamiai aprašomi sėkmingai subalansuoto lanksčiojo rotoriaus priėmimo kriterijai. Skirtingai nuo standaus rotoriaus, kurį reikia patikrinti tik esant vienam greičiui, lankstusis rotorius turi būti patvirtintas, kad yra subalansuotas visame veikimo greičio diapazone. Pritaikius galutinius korekcinius svorius, rotorius atliekamas paskutinis bandymas. Šio bandymo metu vibracija nuolat stebima pagrindinėse vietose (pvz., guoliuose ir didžiausios deformacijos taškuose). Standarte nurodoma, kad rotorius laikomas priimtinai subalansuotu tik tuo atveju, jei išmatuota vibracija išlieka mažesnė už iš anksto nustatytas tolerancijos ribas visais greičiais, ypač važiuojant kritiniais greičiais ir esant maksimaliam nuolatiniam veikimo greičiui. Šis išsamus patikrinimas užtikrina, kad sudėtingas rotoriaus dinaminis elgesys buvo veiksmingai kontroliuojamas.

Pagrindinės sąvokos

• Lankstus ir standus elgesys: Esminis skirtumas. Rotorius yra lankstus, jei jo veikimo greitis yra reikšminga jo pirmojo lenkimo natūralaus dažnio (kritinio greičio) dalis (paprastai >70%). Rotoriui sukant greičiau, išcentrinės jėgos jį sulenkia, pakeisdamos jo disbalansą.
• Kritiniai greičiai ir režimų formos: Norint lanksčiai subalansuoti rotorių, labai svarbu suprasti kritinius rotoriaus greičius ir susijusias „režimų formas“ (formą, į kurią rotorius sulinksta esant tokiam greičiui). Kiekvieną režimą reikia traktuoti kaip atskirą balansavimo problemą.
• Daugiaplokštis, daugiagreitis balansavimas: Pagrindinė metodologija. Skirtingai nuo standžių rotorių, kuriuos galima subalansuoti dviejose plokštumose vienu mažu greičiu, lankstiems rotoriams reikalingos korekcijos keliose plokštumose ir matavimai keliais greičiais, siekiant užtikrinti sklandų veikimą visame greičio diapazone.
• Modalinis balansavimas: Galinga technika, kai pridedami svarmenys, skirti specialiai neutralizuoti su kiekvienu lenkimo režimu susijusį disbalansą. Pavyzdžiui, norint subalansuoti pirmąjį lenkimo režimą, svarmenys dedami to režimo didžiausio nukrypimo taške.

← Atgal į pagrindinį rodyklę