Stingrā rotora izpratne
A stingrs rotors ir rotors kas būtiski nesliežas, neelastās un nemaina formu paša spēka ietekmē. nelīdzsvarotība centrebēdzes spēku ietekmē pie darba ātruma. Balansēšanas nolūkos rotoru uzskata par cietu, ja tas darbojas ar ātrumu, kas ir ievērojami zemāks par tā pirmo kritisko ātrumu. kritiskais ātrums - parasti mazāk nekā 70-75% no tā. Tā kā rotora forma paliek nemainīga, cietais rotors ir visvienkāršāk un visekonomiskāk balansējamā rotoru klase, un tai pieder lielākā daļa ikdienas rūpniecības iekārtu.
1. Definīcija: Kas ir stingrs rotors?
Cieta rotora uzvedības pamatprincips ir tāds, ka izplatīšana nelīdzsvarotība rotora garumā nemainās, kad mainās rotora apgriezienu skaits. Smagās vietas paliek nemainīgas. Līdzsvara stāvoklis, kas sasniegts pie maza, ērta ātruma uz balansēšanas mašīna Tāpēc tas ir spēkā un efektīvs arī tad, kad rotors vēlāk tiek darbināts ar daudz lielāku darba ātrumu.
Šī stabilitāte tieši izriet no tā, ka rotors darbojas krietni zem pirmā kritiskais ātrums. Zem aptuveni 70-75% no šī ātruma novirze, ko izraisa centrbēdzes spēks ir nenozīmīgs salīdzinājumā ar pašas masas ģeometrisko ekscentricitāti, tāpēc rotors faktiski darbojas kā viens ciets ķermenis, kas griežas ap savu asi. Masas ass un vārpstas ass ir fiksētas viena attiecībā pret otru neatkarīgi no apgriezienu skaita.
Ikdienā izmantojamās mašīnas, ko inženieri uzskata par cietiem rotoriem, ir elektromotoru armatūras, vienpakāpju ventilatori un pūtēji, sūkņu lāpstiņrati, spararati, skriemeļi, slīpripas un diska tipa detaļas. Šīm mašīnām divu plakņu balanss, kas tiek veikts lēni, atspoguļo patieso nelīdzsvarotības stāvokli, ar kādu mašīna darbosies.
2. Stīvs un elastīgs rotors
Atšķirība starp cietu rotoru un elastīgs rotors ir viens no svarīgākajiem jēdzieniem rotora balansēšanā, jo tas nosaka visu balansēšanas stratēģiju.
Stingrs rotors
- Darbības ātrums: krietni zem tā pirmā kritiskā ātruma, parasti zem 75%.
- Uzvedība: neizliekas un nesliecas centrbēdzes spēka ietekmē. Tā nelīdzsvarotības raksturlielumi nav atkarīgi no ātruma.
- Balansēšanas procedūra: var sabalansēt ar vienu, ērtu zemu ātrumu. Standarta līdzsvars divās plaknēs ir pietiekams, lai labotu jebkuru dinamiskais disbalanssnelīdzsvarotību — statisku, pāra vai abu kombināciju. Cietu rotoru balansēšanai piemērojamais standarts ir ISO 21940-11 (kas aizstāj jau sen pazīstamo ISO 1940-1).
Elastīgs rotors
- Darbības ātrums: tuvojas vienam vai vairākiem kritiskajiem ātrumiem, tos pārsniedz vai darbojas krietni virs tiem.
- Uzvedība: izliekas un saliecas, kad tas sasniedz kritisko ātrumu. Nesabalansētības spēki izraisa rotora formas maiņu (deformāciju), un “smagās vietas” šķietamā atrašanās vieta var mainīties atkarībā no ātruma, jo rotors kļūst izliekts. režīma forma.
- Balansēšanas procedūra: daudz sarežģītāka. Tas prasa daudzplakņu balansēšana (bieži vien vairāk nekā divas plaknes), un tas jāveic ar darba ātrumu vai tuvu tam, lai ņemtu vērā rotora izliekšanos. Ir nepieciešamas specializētas modālās metodes, un šo darbu reglamentē ISO 21940-12.
3. “Stingrā” pieņēmuma nozīme
Pieņēmums, ka rotors uzvedas kā ciets, padara iespējamu praktisku, ekonomisku un drošu balansēšanu ar rūpnieciskajām balansēšanas mašīnām. Šīs mašīnas parasti griež rotorus ar relatīvi mazu ātrumu — dažiem simtiem apgriezienu minūtē — drošības, mazākas piedziņas jaudas un mehāniskās vienkāršības dēļ.
Ja rotors ir patiešām stingrs, tad nelīdzsvarotība, ko mēra pie 400 apgriezieniem minūtē uz balansēšanas iekārtas, ir tā pati nelīdzsvarotība, kas rada vibrāciju pie 3600 apgriezieniem minūtē uz lauka. Tās labošana pie zemiem apgriezieniem atrisina problēmu pie augstiem apgriezieniem. Ja rotors patiešām būtu elastīgs, šis zema ātruma balanss būtu neefektīvs: rotors, tuvojoties kritiskajam ātrumam, izliektos un pie darba ātruma būtu pavisam cits nelīdzsvarotības stāvoklis - dažkārt šķiet, ka tas ir labi līdzsvarots, kad rotors stāv, bet slikti vibrē, kad tas darbojas. Ja elastīgu rotoru nepareizi novērtē kā stingru, tas ir klasisks iemesls, kāpēc “līdzsvarota” mašīna joprojām dreb.
4. Kad rotoru uzskata par stingru?
Lēmums par to, vai rotoru uzskatīt par cietu, ir atkarīgs no tā ģeometrijas un darba ātruma:
- Īsi, izstiepti rotori: rotori ar lielu diametru attiecībā pret to garumu - slīpripas, disku bremzes, vienpakāpju sūkņa lāpstiņrati - gandrīz vienmēr ir stingri.
- Gari, tievi rotori: rotori, kas ir gari un plāni, piemēram, piedziņas vārpsta vai daudzpakāpju kompresora rotors, ir daudz elastīgāki, jo īpaši, ja tie darbojas ar lielu ātrumu.
Galu galā galīgais tests ir darba ātruma attiecība pret pirmo kritisko ātrumu. Ja šī attiecība ir zema, tad ir piemērota un veiksmīga pieeja, kas balstās uz balansēšanu ar cieto rotoru; ja tā ir augsta, tad ir nepieciešamas elastīga rotora metodes. Tāpēc ir svarīgi izprast rotora dinamika un katra kritiskā ātruma atrašanās vieta ir katra līdzsvarošanas lēmuma pamatā.
5. Cieta rotora balansēšana un verifikācija uz vietas
Daudzus cietos rotorus ir visērtāk balansēt uz vietas, to pašu gultņos, nevis noņemt un uzstādīt uz balansēšanas iekārtas. Tas ir lauka balansēšana, un tas ir piemērots tieši tiem ventilatoriem, sūkņiem un motoriem, uz kuriem attiecas stingrais pieņēmums. Pārnēsājams divkanālu analizators, piem. Balanset-1A mēra 1× amplitūdu un fāze katrā gultnī, aprēķina rotora ietekmes koeficienti no izmēģinājuma svara palaišanas aprēķina rotora ietekmes koeficientus un korekcijas masas vienai vai divām plaknēm. Tā kā rotors ir ciets, šī viena lēta korekcija ir spēkā visā ātruma diapazonā, un instruments pēc tam var apstiprināt, ka atlikušais disbalanss atrodas izvēlētās ISO 21940-11 klases iekšpusē. Balansa pakāpi un darba ātrumu var pārvērst pieļaujamajā g-mm pielaidē, izmantojot Atlikuma nelīdzsvarotības kalkulators (ISO 21940-11) pirms sākat darbu.
