ISO 21940-12: Mehāniskās vibrācijas. Rotoru balansēšana. 12. daļa: Procedūras un pielaides rotoriem ar elastīgu uzvedību

Kopsavilkums

ISO 21940-12 risina sarežģīto balansēšanas izaicinājumu elastīgi rotoriElastīgs rotors ir tāds, kura forma un nelīdzsvarotības sadalījums ievērojami mainās līdz ar rotācijas ātrumu, īpaši tuvojoties un šķērsojot savu lieces leņķi. kritiskie ātrumiAtšķirībā no stingriem rotoriem (apskatīti 11. daļā), elastīgu rotoru nevar līdzsvarot pie maza ātruma un sagaidīt, ka tas saglabās līdzsvaru pie liela darba ātruma. Šis standarts paredz specializētas, daudzātrumu un daudzplakņu procedūras, kas nepieciešamas, lai pareizi līdzsvarotu šīs sarežģītās rotējošās sistēmas, kas ir izplatītas augstas veiktspējas mašīnās, piemēram, gāzes turbīnās, kompresoros un garos rūpnieciskajos ruļļos.

Satura rādītājs (konceptuālā struktūra)

Standarts nodrošina ietvaru elastīgai rotoru balansēšanai nepieciešamo progresīvo metožu izpratnei un ieviešanai:

1. 1. Elastīgo rotoru darbības joma un klasifikācija:

   Šajā pirmajā nodaļā ir definēta standarta darbības joma, norādot, ka tas attiecas uz rotoriem, kuriem piemīt elastīga uzvedība, proti, to nelīdzsvarotības sadalījums un/vai novirzītā forma mainās atkarībā no ātruma. Tajā ir ieviesta svarīga klasifikācijas sistēma, lai klasificētu šos rotorus, pamatojoties uz to dinamiskajām īpašībām, kas ir būtiski atbilstošas balansēšanas stratēģijas izvēlei. Klases ir šādas:

   • 1. klase: Stingri rotori (atbilst ISO 21940-11).
   • 2. klase: Kvazi-stingri rotori, kurus var balansēt zemā ātrumā, bet kuriem var būt nepieciešama regulēšanas balansēšana darba ātrumā.
   • 3. klase: Rotori, kuriem nepieciešams balansēt vairākos ātrumos, bieži izmantojot ietekmes koeficients metode, parasti pārsniedzot vienu vai vairākus kritiskos ātrumus.
   • 4. un 5. klase: Ļoti elastīgi rotori, piemēram, lielos turbīnu ģeneratoros esošie, kuriem nepieciešamas uzlabotas modālās balansēšanas metodes, lai labotu vairākus lieces režīmus.

   Šī klasifikācija nodrošina sistemātisku veidu, kā noteikt balansēšanas uzdevuma sarežģītību un nepieciešamās procedūras, lai panāktu veiksmīgu balansēšanu visā darbības ātruma diapazonā.

2. 2. Balansēšanas procedūras:

   Šī nodaļa veido standarta tehnisko pamatu, kurā sīki aprakstītas uzlabotas, daudzpakāpju procedūras, kas nepieciešamas elastīgiem rotoriem. Tajā paskaidrots, ka vienkāršs zema ātruma balanss nav pietiekams un tas jāpapildina ar ātrgaitas metodēm, lai ņemtu vērā rotora saliekumu. Standartā ir izklāstītas divas galvenās metodoloģijas:

   • Portāls Ietekmes koeficients Metode: Šī ir daudzpusīga un plaši izmantota metode. Tā ietver sistemātisku procesu, kurā vienā korekcijas plaknē vienlaikus tiek novietots zināms izmēģinājuma svars un mērīta iegūtā vibrācijas reakcija (amplitūda un fāze) vairākās vietās un dažādos ātrumos. Šis process tiek atkārtots katrai korekcijas plaknei. Apkopotie dati tiek izmantoti, lai aprēķinātu "ietekmes koeficientu" matricu, kas matemātiski nosaka, kā nelīdzsvarotība jebkurā plaknē ietekmē vibrāciju jebkurā mērīšanas punktā un ātrumā. Pēc tam dators izmanto šo matricu, lai noteiktu korekcijas svaru kopu un to leņķisko izvietojumu, kas nepieciešams visās plaknēs, lai vienlaikus samazinātu vibrāciju visā ātruma diapazonā.
   • Modālā balansēšana: Šī ir fiziski intuitīvāka metode, kas katru rotora lieces režīmu uzskata par atsevišķu nelīdzsvarotības problēmu. Procedūra ietver rotora darbināšanu ar noteiktu kritisko ātrumu vai tuvu tam, lai maksimāli ierosinātu atbilstošo režīma formu. Tiek veikti vibrācijas mērījumi, lai noteiktu šī režīma "smagā punkta" atrašanās vietu, un korekcijas atsvari tiek novietoti šī režīma formas maksimālās novirzes punktos (antimezglos), lai to neitralizētu. Pēc tam šis process tiek secīgi atkārtots katram nozīmīgajam lieces režīmam rotora darbības ātruma diapazonā, efektīvi līdzsvarojot rotoru pa vienam režīmam vienlaikus.
3. 3. Balansa pielaižu specifikācija:

   Šajā nodaļā ir paskaidrots, ka vienkāršās G kategorijas pielaides, ko izmanto stingriem rotoriem, bieži vien nav pietiekamas elastīgiem rotoriem. Tā vietā tajā ir ieviesti visaptverošāki pielaides kritēriji, kas var balstīties uz vairākiem faktoriem, tostarp:

   • Atlikušā modālā nelīdzsvarotības ierobežojumi katram nozīmīgajam lieces režīmam.
   • Absolūto vārpstas vibrācijas amplitūdu ierobežojumi noteiktās vietās un ātrumos (īpaši darba ātrumā).
   • Uz gultņiem pārnesto spēku ierobežojumi.
4. 4. Galīgā bilances stāvokļa pārbaude:

   Šajā pēdējā sadaļā ir sīki aprakstīti veiksmīgi līdzsvarota elastīga rotora pieņemšanas kritēriji. Atšķirībā no stingra rotora, kam nepieciešama verifikācija tikai vienā ātrumā, elastīgam rotoram ir jāapstiprina līdzsvars visā tā darbības ātruma diapazonā. Pēc tam, kad ir uzlikti galīgie korekcijas svari, rotors tiek pakļauts pēdējam iedarbināšanas testam. Šīs iedarbināšanas laikā vibrācija tiek nepārtraukti uzraudzīta galvenajās vietās (piemēram, gultņos un maksimālās novirzes punktos). Standarts nosaka, ka rotors tiek uzskatīts par pieņemami līdzsvarotu tikai tad, ja izmērītā vibrācija visos ātrumos, īpaši pārsniedzot kritiskos ātrumus un atrodoties pie maksimālā nepārtrauktā darba ātruma, paliek zem iepriekš noteiktajām pielaides robežām. Šī visaptverošā verifikācija nodrošina, ka rotora sarežģītā dinamiskā uzvedība ir efektīvi kontrolēta.

Galvenie jēdzieni

• Elastīga un stingra uzvedība: Fundamentālā atšķirība. Rotors ir elastīgs, ja tā darbības ātrums ir ievērojama daļa (parasti >70%) no tā pirmās lieces dabiskās frekvences (kritiskā ātruma). Rotoram griežoties ātrāk, centrbēdzes spēki liek tam lieces, mainot tā disbalansu.
• Kritiskie ātrumi un režīmu formas: Izpratne par rotora kritiskajiem ātrumiem un ar tiem saistītajām "režīmu formām" (formu, kādā rotors ieliecas pie šī ātruma) ir būtiska elastīgai rotora balansēšanai. Katrs režīms jāuzskata par atsevišķu balansēšanas problēmu.
• Daudzplakņu, vairāku ātrumu balansēšana: Galvenā metodoloģija. Atšķirībā no stingriem rotoriem, kurus var balansēt divās plaknēs ar vienu mazu ātrumu, elastīgiem rotoriem ir nepieciešamas korekcijas vairākās plaknēs un mērījumi vairākos ātrumos, lai nodrošinātu vienmērīgu darbību visā ātruma diapazonā.
• Modālā balansēšana: Spēcīga tehnika, kurā tiek pievienoti svari, lai īpaši neitralizētu ar katru lieces režīmu saistīto nelīdzsvarotību. Piemēram, lai līdzsvarotu pirmo lieces režīmu, svari tiek novietoti šī režīma maksimālās novirzes punktā.

← Atpakaļ uz galveno indeksu