Rotora izpratne rotējošās mašīnās

Definīcija: Kas ir rotors?

A rotors ir galvenā rotējošā mezgla daļa mehānismā. Tā parasti sastāv no centrālās vārpstas, uz kuras ir uzstādīti citi komponenti, piemēram, lāpstiņriteņi, lāpstiņas, magnēti vai armatūras. Visu mezglu atbalsta gultņi, un tas ir paredzēts griezes momenta pārvadei un darba veikšanai. Rotora uzvedības izpēte griešanās laikā, ieskaitot tā vibrācijas un novirzes, ir pazīstama kā rotora dinamika, kritiski svarīga joma mašīnbūvē.

Fundamentālā klasifikācija: stingrie un elastīgie rotori

Vissvarīgākā atšķirība rotora dinamikā ir tas, vai rotors uzvedas kā “stingrs” vai “elastīgs” ķermenis. Šī klasifikācija nav balstīta uz materiāla īpašībām, bet gan uz mašīnas darbības ātruma un rotora ātruma savstarpējo saistību. kritiskie ātrumi (tā dabiskās lieces frekvences).

Stingri rotori

Rotors tiek uzskatīts stingrs ja tā darbības ātrums ir krietni zemāks par pirmo lieces kritisko ātrumu (parasti mazāks par pirmā kritiskā ātruma 70%). Pie šādiem ātrumiem vārpsta netiek pakļauta nekādai būtiskai liecei vai deformācijai dinamisko spēku ietekmē. Var pieņemt, ka viss rotors griežas kā viena, stingra masa.

• Raksturojums: Parasti ir īsāki, druknāki un darbojas ar mazāku ātrumu.
• Līdzsvarošana: Var pilnībā labot, izmantojot divu plakņu dinamiskā balansēšana saskaņā ar stingru ķermeņu mehānikas principiem.
• Piemēri: Lielākā daļa standarta elektromotoru, zema ātruma ventilatori, slīpripas un daudzi sūkņu lāpstiņriteņi.

Elastīgi rotori

Rotors tiek uzskatīts elastīgs ja tas ir paredzēts darbībai ar ātrumu, kas ir tuvu, vienāds ar vai lielāks par vienu vai vairākiem tā kritiskajiem lieces ātrumiem. Rotoram tuvojoties kritiskajam ātrumam, vārpsta sāks ievērojami novirzīties un saliekties. Šīs lieces forma ir pazīstama kā "režīma forma".

• Raksturojums: Parasti ir gari, slaidi un darbojas lielā ātrumā.
• Līdzsvarošana: Divu plakņu balansēšana nav pietiekama. Elastīgiem rotoriem ir nepieciešamas modernākas, daudzplakņu balansēšanas metodes, kas ņem vērā vārpstas lieci. Tas var ietvert "modālo balansēšanu" (katras režīma formas balansēšanu atsevišķi) vai vairāku ātrumu ietekmes koeficienta balansēšanu.
• Piemēri: Lielas tvaika un gāzes turbīnas, ātrgaitas kompresori, garas piedziņas vārpstas un ģeneratoru rotori.

Elastīgu rotoru projektēšana un analīze ir daudz sarežģītāka, jo to dinamiskā uzvedība mainās līdz ar ātrumu.

Rotora mezgla kopīgās sastāvdaļas

Rotors ir vairāk nekā tikai vārpsta. Tipisks mezgls var ietvert:

• Vārpsta: Centrālā sastāvdaļa, kas pārraida griezes momentu.
• Lāpstiņriteņi, lāpstiņas vai spārniņi: Sastāvdaļas, kas darbojas ar šķidrumu (sūkņos, ventilatoros, turbīnās).
• Armatūra/tinumi: Elektromotora vai ģeneratora rotējošā daļa.
• Žurnāli: Vārpstas ļoti pulētās daļas, kas atrodas gultņos.
• Savienojumi: Rumbas, ko izmanto, lai savienotu rotoru ar citu mašīnu.
• Vilces apkakles: Sastāvdaļas, kas absorbē jebkādus aksiālos spēkus.
• Balansēšanas gredzeni vai lidmašīnas: Norādītas vietas, kur balansēšanas laikā tiek pievienoti korekcijas svari.

Bieži sastopamas problēmas, kas saistītas ar rotoriem

Vibrāciju analīze tiek izmantota, lai atklātu plašu problēmu klāstu, kas rodas rotora mezglā:

• Nelīdzsvarotība: Visizplatītākā problēma, ko izraisa nevienmērīgs masas sadalījums.
• Izliekta vārpsta: Fizisks līkums vai izliekums vārpstā.
• Vārpstas plaisa: Attīstoša noguruma plaisa, kas var izraisīt katastrofālu bojājumu.
• Neatbilstība: Lai gan tā ir problēma starp rotoriem, tā rada lielu spriegumu rotora mezglā.
• Rotora-statora berze: Saskare starp mašīnas rotējošajām un nekustīgajām daļām.
• Vaļīgums: Vaļīga komponenta (piemēram, lāpstiņriteņa) piegulšana vārpstai.

← Atpakaļ uz galveno indeksu