Ротор-холхивчийн системийг ойлгох
A ротор-холхивчийн систем бол бүрэн, нэгдсэн механик угсвар бөгөөд эргэдэг ротор (холбогдох эд ангиудтай гол), түүний хөдөлгөөнийг хязгаарлаж ачааллыг зөөх холхивч, мөн холхивчийг газартай холбох тогтмол бүтэц — холхивчийн их бие, суурь, хүрээ, суурь — гэсэн бүрэн нэгдсэн механик угсралт юм. Энд роторын динамик энэ бүх гинжний хэлхээг нэг бүтэн биет гэж үздэг, учир нь хэсэг бүрийн динамик шинж чанар нь бусад бүх хэсгийн шинж чанарт нөлөөлдөг.
Роторыг тусдаа судлахын оронд, зөв ротор-динамик шинжилгээ нь системийг хосолсон механик сүлжээ гэж үздэг. Роторын шинж чанарууд (масс, хөшүүн чанар, чичиргээ намсгалт), холхивчийн онцлогууд (хөшүүн чанар, чичиргээ намсгалт, завсар), дэмжлэгийн бүтцийн шинж чанарууд (уян хатан чанар, чичиргээ намсгалт) нь бүгд харилцан үйлчилж машин критик хурднууд, түүний чичиргээ -ийн хариу үйлдэл, мөн түүний тогтвортой байдал-ийг тодорхойлдог. Аливаа нэг элементийг өөрчилбөл бусад нь хариу үйлдэл үзүүлнэ.
1. Системийн бүрэлдэхүүн хэсгүүд
Роторын угсралт
Системийн эргэлдэх хэсэг, дараах зүйлсээс бүрдэнэ:
- Гол: гол эргэлдэх элемент, ихэнх хазайлтын хөшүүн чанарыг хангадаг.
- Диск, хүрдүүд: ажлын хүрд, турбины хүрд, муфт, шугуйн хүрдүүд нь масс, инерцийг нэмэгдүүлдэг.
- Тархсан масс: баганын төрлийн роторууд, эсвэл голын өөрийн масс.
- Муфт: хөдөлгөгч эсвэл хөдөлгөгдөх тоног төхөөрөмжтэй холбоосууд.
Роторын динамик шинж чанар нь тэнхлэгийн дагуух массын тархалт, голын хазайлтын хөшүүн чанар (диаметр, урт, материалын функц), түүний туйл болон диаметр инерцийн моментууд (эдгээр нь гироскопын нөлөө-ийг үүсгэдэг), мөн ихэвчлэн бага байдаг дотоод чичиргээ намсгалтаар тодорхойлогддог. Гол хөшүүн ротор эсвэл уян ротор ажлын мужид хэрхэн ажиллах нь эдгээр шинж чанараас шууд хамаарна.
Холхивч
Роторыг дэмжиж эргэлтийг зөвшөөрдөг холбогч элементүүд гурван өргөн ангилалд багтана:
- Өнхрөх холхивч: бөмбөлөг болон роликт холхивч.
- Шингэн бүрхүүлтэй холхивч: гулсах холхивч, хазайх хавтангийн холхивч, мөн тэнхлэгийн тулгуур холхивчууд.
- Цахилгаан соронзон холхивч: идэвхтэй цахилгаан соронзон суспенз.
Динамикийн хувьд чухал ач холбогдолтой нь холхивч бүрийн хөшүүн чанар (ачааллын доорх хазайлтын эсэргүүцэл, N/m эсвэл lbf/in), түүний чичиргээ намсгалт (энергийн алдагдал, N·s/m), хөдөлгөөнт хэсгүүдийн бага масс, радиал болон тэнхлэгийн завсар (хөшүүн чанарыг тодорхойлж шугаман бус байдлыг оруулдаг), мөн — шингэн бүрхүүлтэй төрлүүдийн хувьд чухал — хурднаас хүчтэй хамааралтай: голын хүзүүний холхивчийн хөшүүн чанар, чичиргээ намсгалт нь ажиллах хурднаас хамаарч мэдэгдэхүйц өөрчлөгддөг.
Дэмжлэгийн бүтэц
Тогтмол суурь элементүүдэд холхивчийн их бие, суурь тэднийг холбох суурь хавтан эсвэл хүрээ, ачааллыг газарт дамжуулах бетон эсвэл ган суурь, чичиргээг хянахад ашигладаг аливаа тусгаарлах элементүүд — хөшүүргэ, дэр, суурь — багтана. Дэмжлэг нь нэмэлт хөшүүн чанар (заримдаа роторын өөрийнхтэй ойролцоо, заримдаа бага), материал, холбоосуудаар дамжин чичиргээ намсгалт, нийт системийн хувийн давтамжуудыг шилжүүлдэг массыг оруулдаг. Энэ суурийн хөшүүн чанар хангалтгүй байхад машин
-ийн шинж чанарт давамгайлж болно.
2. Яагаад системийн түвшний шинжилгээ чухал вэ
Системийн тодорхойлох шинж чанар бол бүрэлдэхүүн хэсэг бүр бусад дээр үйлчилдэг:
- Роторын хазайлт холхивч дээр хүч үүсгэдэг.
- Холхивчийн хазайлт дэмжлэгийн нөхцөлийг өөрчилдөг.
- Дэмжлэгийн уян хатан чанар холхивчийг хөдөлгөх боломжийг олгож, харагдах холхивчийн хөшүүн чанарыг бууруулдаг.
- Суурьны чичиргээ хариу үйлдэл нь холхивчаар дамжин ротор руу буцаж нөлөөлдөг.
Системийн хувийн давтамжууд
хувийн давтамжууд бүрэн системд хамаардаг, аливаа нэг хэсэгт биш:
- Зөөлөн холхивч, хатуу ротор нь доод критик хурдыг өгдөг.
- Хатуу холхивч, уян хатан ротор нь дээд критик хурдыг өгдөг.
- Уян хатан суурь нь холхивч хатуу байсан ч критик хурдыг доош татаж болно.
- Системийн хувийн давтамж нь хэзээ ч зөвхөн роторын хувийн давтамж биш.
Эдгээр давтамжууд хурднаас хамаарч хэрхэн шилжихийг зураглах нь яг Кэмпбеллийн диаграмм зориулсан бөгөөд огтлолцлын тус бүр нь нэгтгэсэн системийн хэлбэрийн горим тэнцвэргүйдэлтэй тохирч байна.
3. Шинжилгээний аргууд
Хялбаршуулсан загварууд
Эхний шатны ажлын тулд инженерүүд хялбаршуулсан загваруудыг ашигладаг:
- Хоёр тал нь дэмжигдсэн гүүр: холхивч болон суурийн уян хатан чанарыг тооцохгүйгээр роторыг хатуу дэмжлэг дээрх гүүр гэж үзнэ.
- Жеффкоттын ротор: цураа дэмжлэгтэй уян гол дээрх төвлөрсөн масс — холхивчийн хөшүүн чанарыг багтаасан сонгодог сургалтын загвар.
- Шилжүүлгийн матрицын арга: олон дисктэй роторуудын хувьд уламжлалт гараар бодох арга.
Нарийвчилсан загварууд
Бодит тоног төхөөрөмжийг нарийвчлан шинжлэхийн тулд:
- Эцсийн элементийн шинжилгээ (FEA): холхивчийг төлөөлөх цураа элементтэй нарийвчилсан роторын загвар.
- Холхивчийн загварууд: хурд, ачаалал, температурээс хамаарч өөрчлөгдөх шугаман бус хөшүүн чанар болон чичиргээ намсгалт.
- Суурийн уян хатан чанар: дэмжлэгийн бүтцийн FEA эсвэл модаль загвар.
- Хосолсон шинжилгээ: бүх харилцан үйлчлэлийн нөлөөг багтаасан бүрэн систем.
4. Системийн гол параметрүүд
Хөшүүн чанарын хувь нэмэр
Нийт системийн хөшүүн чанар нь ротор, холхивч, суурийн хөшүүн чанарын дараалсан хослол юм:
1/kнийт = 1/kротор + 1/kхолхивч + 1/kСуурь
- Хамгийн зөөлөн элемент нь нийт хөшүүн чанарыг тодорхойлдог — хамгийн сул холбоос гинжний хүчийг тодорхойлдогтой адил.
- Бодит амьдрал дээр түгээмэл тохиолддог нь суурийн уян хатан чанар нь системийн хөшүүн чанарыг зөвхөн роторын хөшүүн чанараас доош татаж байгаа тохиолдол юм.
Чичиргээ намсгалтын хувь нэмэр
- Холхивчийн чичиргээ намсгалт: ихэвчлэн гол эх үүсвэр, ялангуяа шингэн бүрхүүлтэй холхивчид.
- Суурийн чичиргээ намсгалт: дэмжлэг дэх бүтцийн болон материалын чичиргээ намсгалт.
- Роторын дотоод чичиргээ намсгалт: ихэвчлэн маш бага бөгөөд ихэвчлэн тооцохгүй.
- Нийт чичиргээ намсгалт: зэрэгцээ чичиргээ намсгалтын элементүүдийн нийлбэр.
5. Бодит үр дагавар
Тоног төхөөрөмжийн загварчлалд
- Роторыг холхивч, суурьгүйгээр тусдаа зохион бүтээж болохгүй.
- Холхивчийн сонголт нь хүрэх боломжтой шилжилтийн хурдыг тодорхойлдог.
- Суурийн хөшүүн чанар нь роторыг дэмжихэд хангалттай байх ёстой.
- Үнэхээр оновчтой болгох нь бүх элементийг нэгэн зэрэг авч үздэг.
Тэнцвэржүүлэлтэд
- Нөлөөллийн коэффициентүүд зөвхөн ротор биш, бүрэн системийн хариу үйлдлийг бүртгэнэ.
- Талбайн тэнцвэржүүлэлт суурилуулсан системийн шинж чанарыг автоматаар тооцно.
- Өөр холхивч, дэмжлэгийн хослол дээрх цехийн тэнцвэржүүлэлт нь суурилуулсан машинд бүрэн шилжихгүй байж болно.
- Системийн өөрчлөлт — холхивчийн элэгдэл, суурийн суналт — цаг хугацааны явцад тэнцвэрийн хариу үйлдлийг өөрчилнө.
Энэ нь яг одоо ажлын байран дээрх хэмжилт яагаад тийм ч үнэтэй болохыг харуулж байна. Хөнгөн хоёр сувгат анализатор болох Balanset-1A роторыг өөрийн холхивч дээр, ажиллах хурданд, бодит суурь дээр тэнцвэржүүлдэг — тиймээс амплитуд болонфаз түүнээс цуглуулсан өгөгдөл болон тооцоолсон нөлөөллийн коэффициентүүд нь машин бодитой ажилладаг үнэн ротор-холхивчийн системийг, дэмжлэг болон дулааны нөлөөг багтаасан, тэнцвэржүүлэх машин хэзээ ч харахгүй байгааг тусгана. Тэнцвэржүүлэх машин үлдэгдэл тэнцвэргүйдэл баталгаажуулж буй нь үйлчилгээний явцад ротор амьдарч байх үлдэгдэл тэнцвэргүйдэл юм.
Алдааг засахад
- Чичиргээний асуудал нь ротор, холхивч, эсвэл суурь дээр үүсч болно.
- Диагноз нь нэг шалтгаантай хэсэг биш, бүрэн системийг авч үзэх ёстой.
- Нэг элементийн өөрчлөлт нь бүхэл бүтэн системийн зан төлөвийг шилжүүлнэ.
- Жишээлбэл, суурийн муудалт нь машиний шилжилтийн хурдыг ажиллах муж руу бууруулж болно.
6. Түгээмэл системийн тохиргоонууд
Холхивч хоорондын энгийн байрлал
- Роторыг хоёр төгсгөлд нь хоёр холхивч дэмждэг.
- Хамгийн түгээмэл үйлдвэрлэлийн зохион байгуулалт бөгөөд шинжилгээ хийхэд хамгийн хялбар.
- Стандарттай нийцдэг хоёр хавтгайн тэнцвэржүүлэлт арга барил.
Гадна талын роторын байрлал
- Нэг нэг талдаа суурилсан ротор холхивчийн дэмжлэгээсээ илүүгээр сунадаг.
- Моментийн мөчлөг холхивчийн ачааллыг нэмэгдүүлдэг.
- Тэнцвэргүйдэлд илүү мэдрэмтгий бөгөөд илүү хүчтэй моментийн тэнцвэргүйдэлд бүрэлдэхүүн хэсэг.
- Сэнс, насос, зарим хөдөлгүүрт түгээмэл.
Олон холхивчтой системүүд
- Гурваас дээш холхивч нэг роторыг тэргүүлдэг.
- Ачааллын тархалт илүү нарийн төвөгтэй.
- Холхивч хоорондын тэнхлэгийн зэрэгцүүлэлт чухал болно.
- Том турбин, генератор, цаасны машин руудад түгээмэл.
Холбогдсон олон роторын системүүд
- Муфтаар холбогдсон хэд хэдэн ротор, жишээлбэл хөдөлгүүр-насос, турбин-генераторын багц.
- Ротор бүр өөрийн холхивчтай боловч системүүд динамикийн хувьд холбогдсон.
- Энэ нь шинжлэхэд хамгийн нарийн төвөгтэй тохиргоо юм.
- Голуудын тэнхлэгийн зөрүү муфтад үүсэх харилцан үйлчлэлийн хүчнүүд роторуудын хооронд үүсдэг.
Эргэдэг машин механизмыг тусдаа эд ангиудын цуглуулга биш, харин нэгдсэн ротор-холхивчийн систем гэж үзэх нь үр дүнтэй загварчлал, шинжилгээ, алдаа засварын үндэс суурь юм. Системийн түвшний хандлага нь тусдаа авч үзэхэд ойлгомжгүй олон чичиргээний үзэгдлийг тайлбарлаж, найдвартай, үр ашигтай ажиллагааны төлөө бодитой засварын арга хэмжээ рүү чиглүүлнэ.
