Memahami Sipi dalam Jentera Berputar
Definisi: Apa itu Sipi?
Dalam konteks dinamik rotor, kesipian merujuk kepada jarak jejarian atau offset antara pusat jisim pemutar (juga dipanggil pusat graviti) dan pusat geometrinya (pusat sebenar bentuk atau acinya). Dalam rotor yang seimbang sempurna, kedua-dua pusat ini akan bertepatan. Walau bagaimanapun, disebabkan ketidaksempurnaan pembuatan dan ketumpatan bahan yang tidak seragam, hampir selalu terdapat beberapa kesipian yang wujud. Apabila pemutar sipi berputar, pusat jisim mengimbangi menghasilkan daya emparan, yang merupakan punca getaran akibat ketidakseimbangan.
Hubungan Langsung Antara Sipi dan Ketidakseimbangan
Sipi dan ketidakseimbangan pada asasnya dikaitkan. Ketidakseimbangan ialah *ukuran* kesan kesipian pada kelajuan tertentu, manakala kesipian ialah *sebab fizikal*. Jumlah ketidakseimbangan adalah berkadar terus dengan jisim pemutar dan kesipiannya.
Formulanya mudah:
Ketidakseimbangan (U) = Jisim (M) × Sipi (e)
Hubungan ini menyerlahkan mengapa kesipian sangat kritikal. Malah kesipian yang sangat kecil (hanya beberapa mikrometer) pada pemutar berkelajuan tinggi yang berat boleh mencipta daya ketidakseimbangan yang besar, yang membawa kepada getaran teruk dan haus pantas pada galas.
Jenis Sipi
Adalah penting untuk membezakan antara bentuk kesipian yang berbeza dan ketidaksempurnaan geometri yang berkaitan:
1. Sipi Massa
Ini ialah kesipian sebenar seperti yang ditakrifkan di atas—pengimbangan antara pusat jisim dan pusat geometri. Ini adalah jenis yang menyebabkan ketidakseimbangan dan merupakan sasaran semua prosedur pengimbangan. Ia tidak boleh dilihat atau diukur secara langsung dengan penunjuk dail apabila pemutar pegun.
2. Sipi Geometrik (Habis)
Ini merujuk kepada sisihan permukaan rotor daripada bulatan sempurna. Ia adalah ukuran bagaimana "keluar bulatan" aci atau rotor. Ini juga dikenali sebagai kehabisan mekanikal. Sebagai contoh, jurnal aci mungkin bujur sedikit, atau takal boleh dimesin sedikit di luar tengah pada aci. Jenis ketidaksempurnaan ini *boleh* diukur dengan penunjuk dail semasa gulung perlahan. Walaupun ia tidak mewakili ketidakseimbangan jisim secara langsung, bentuk geometri sipi sering menyumbang kepada ketidakseimbangan jisim.
3. Kehabisan Elektrik
Ini bukan ketidaksempurnaan fizikal tetapi ralat dalam pengukuran yang berlaku dengan probe kedekatan bukan hubungan. Jika permukaan rotor mempunyai variasi dalam kebolehtelapan magnet atau kekonduksian elektrik, probe boleh memberikan bacaan palsu yang meniru pelarian geometri. "Bunyi" ini mesti diambil kira semasa ujian dinamik rotor.
Punca Sipi
Kesipian jisim diperkenalkan ke dalam rotor melalui pelbagai cara:
- Toleransi Pembuatan: Tiada proses pembuatan yang sempurna. Sentiasa terdapat sedikit ralat dalam pemesinan, tuangan dan pemasangan.
- Ketumpatan Bahan Tidak Seragam: Kemasukan, lompang atau keliangan dalam tuangan atau penempaan bermakna bahan itu tidak homogen sempurna, menyebabkan pusat jisim beralih.
- Reka Bentuk Asimetri: Komponen seperti aci engkol sememangnya tidak simetri.
- Ralat Perhimpunan: Takal atau galas yang tidak berpusat dengan sempurna pada aci akan menghasilkan jisim eksentrik.
- Herotan Terma: Pemanasan atau penyejukan yang tidak sekata boleh menyebabkan rotor tunduk, mengalihkan pusat jisimnya buat sementara waktu. Ini dikenali sebagai vektor haba.
Bagaimana Sipi Diatasi
Oleh kerana kesipian jisim adalah punca ketidakseimbangan, ia diperbetulkan melalui proses balancing. Dengan menambah atau mengalihkan sejumlah kecil berat, seorang juruteknik mencipta daya lawan yang menarik garis tengah jisim rotor kembali dengan berkesan ke dalam penjajaran dengan garis tengah geometrinya, meminimumkan daya emparan bersih dan getaran yang terhasil.