ISO 21940-12: Getaran mekanikal - Pengimbangan rotor - Bahagian 12: Prosedur dan toleransi untuk rotor dengan kelakuan fleksibel

Ringkasan

ISO 21940-12 menangani cabaran kompleks pengimbangan pemutar fleksibel. Rotor fleksibel ialah pemutar yang bentuk dan taburan ketidakseimbangannya berubah dengan ketara dengan kelajuan putaran, terutamanya apabila ia menghampiri dan melalui lenturannya. kelajuan kritikal. Tidak seperti rotor tegar (dirangkumi dalam Bahagian 11), rotor fleksibel tidak boleh diseimbangkan pada kelajuan rendah dan dijangka kekal seimbang pada kelajuan servisnya yang tinggi. Piawaian ini menyediakan prosedur khusus, berbilang kelajuan dan berbilang satah yang diperlukan untuk mengimbangi sistem putaran kompleks ini dengan betul, yang biasa digunakan dalam jentera berprestasi tinggi seperti turbin gas, pemampat dan gulungan industri yang panjang.

Jadual Kandungan (Struktur Konseptual)

Piawaian ini menyediakan rangka kerja untuk memahami dan melaksanakan kaedah lanjutan yang diperlukan untuk pengimbangan rotor fleksibel:

1. 1. Skop dan Klasifikasi Rotor Fleksibel:

   Bab awal ini mentakrifkan skop standard, menyatakan bahawa ia terpakai kepada pemutar yang mempamerkan gelagat fleksibel, bermakna pengagihan tidak seimbang dan/atau bentuk terpesongnya berubah mengikut kelajuan. Ia memperkenalkan sistem pengelasan penting untuk mengkategorikan pemutar ini berdasarkan ciri dinamiknya, yang penting untuk memilih strategi pengimbangan yang sesuai. Kelas terdiri daripada:

   • Kelas 1: Pemutar Tegar (dilindungi oleh ISO 21940-11).
   • Kelas 2: Rotor separa tegar, yang boleh diseimbangkan pada kelajuan rendah tetapi mungkin memerlukan pengimbangan trim pada kelajuan servis.
   • Kelas 3: Rotor yang memerlukan pengimbangan pada pelbagai kelajuan, selalunya menggunakan influence coefficient kaedah, biasanya melalui satu atau lebih kelajuan kritikal.
   • Kelas 4 & 5: Rotor yang sangat fleksibel, seperti dalam penjana turbin besar, yang memerlukan teknik pengimbangan modal lanjutan untuk membetulkan berbilang mod lenturan.

   Klasifikasi ini menyediakan cara yang sistematik untuk menentukan kerumitan tugas pengimbangan dan prosedur yang diperlukan untuk mencapai keseimbangan yang berjaya merentas keseluruhan julat kelajuan operasi.

2. 2. Prosedur Pengimbangan:

   Bab ini membentuk teras teknikal standard, memperincikan prosedur lanjutan berbilang peringkat yang diperlukan untuk pemutar fleksibel. Ia menjelaskan bahawa keseimbangan kelajuan rendah yang mudah tidak mencukupi dan mesti ditambah dengan teknik kelajuan tinggi untuk mengambil kira lenturan rotor. Standard menggariskan dua metodologi utama:

   • The Pekali Pengaruh Kaedah: Ini adalah teknik yang serba boleh dan digunakan secara meluas. Ia melibatkan proses sistematik untuk meletakkan berat percubaan yang diketahui dalam satu satah pembetulan pada satu masa dan mengukur tindak balas getaran yang terhasil (amplitud dan fasa) di berbilang lokasi dan merentasi pelbagai kelajuan. Proses ini diulang untuk setiap satah pembetulan. Data yang dikumpul digunakan untuk mengira matriks "pekali pengaruh," yang mentakrifkan secara matematik cara ketidakseimbangan dalam mana-mana satah mempengaruhi getaran pada sebarang titik pengukuran dan kelajuan. Komputer kemudiannya menggunakan matriks ini untuk menyelesaikan set pemberat pembetulan dan penempatan sudutnya yang diperlukan pada semua satah untuk meminimumkan getaran pada keseluruhan julat kelajuan secara serentak.
   • Pengimbangan Modal: Ini adalah kaedah yang lebih intuitif secara fizikal yang menganggap setiap mod lenturan pemutar sebagai masalah ketidakseimbangan yang berasingan. Prosedur ini melibatkan menjalankan rotor pada atau berhampiran kelajuan kritikal tertentu untuk merangsang secara maksimum bentuk mod yang sepadan. Pengukuran getaran diambil untuk mengenal pasti lokasi "titik berat" untuk mod itu, dan pemberat pembetulan diletakkan pada titik pesongan maksimum (anti-nod) untuk bentuk mod itu untuk mengatasinya. Proses ini kemudiannya diulang secara berurutan untuk setiap mod lentur yang ketara dalam julat kelajuan operasi pemutar, dengan berkesan mengimbangi pemutar satu mod pada satu masa.
3. 3. Spesifikasi Toleransi Baki:

   Bab ini menerangkan bahawa toleransi gred G mudah yang digunakan untuk rotor tegar selalunya tidak mencukupi untuk rotor fleksibel. Sebaliknya, ia memperkenalkan kriteria toleransi yang lebih komprehensif, yang boleh berdasarkan beberapa faktor, termasuk:

   • Had pada ketidakseimbangan modal baki untuk setiap mod lentur yang ketara.
   • Had pada amplitud getaran aci mutlak pada lokasi dan kelajuan tertentu (terutama pada kelajuan perkhidmatan).
   • Had daya yang dihantar ke galas.
4. 4. Pengesahan Keadaan Baki Akhir:

   Bahagian akhir ini memperincikan kriteria penerimaan untuk rotor fleksibel yang berjaya diseimbangkan. Tidak seperti rotor tegar, yang hanya memerlukan pengesahan pada satu kelajuan, rotor fleksibel mesti disahkan berada dalam keseimbangan sepanjang julat kelajuan operasi keseluruhannya. Selepas pemberat pembetulan akhir telah digunakan, pemutar tertakluk kepada ujian larian akhir. Semasa larian ini, getaran dipantau secara berterusan di lokasi utama (seperti galas dan titik pesongan maksimum). Piawaian menyatakan bahawa pemutar dianggap seimbang hanya jika getaran yang diukur kekal di bawah had toleransi yang telah ditetapkan pada semua kelajuan, terutamanya semasa melalui kelajuan kritikalnya dan semasa kekal pada kelajuan operasi berterusan maksimum. Pengesahan komprehensif ini memastikan bahawa tingkah laku dinamik kompleks pemutar telah dikawal dengan berkesan.

Konsep Utama

• Tingkah Laku Fleksibel lwn. Tegar: Perbezaan asas. Pemutar adalah fleksibel jika kelajuan pengendaliannya ialah pecahan ketara (biasanya >70%) daripada frekuensi semula jadi lentur pertamanya (kelajuan kritikal). Apabila pemutar berputar lebih cepat, daya emparan menyebabkan ia bengkok, mengubah ketidakseimbangannya.
• Kelajuan Kritikal dan Bentuk Mod: Memahami kelajuan kritikal pemutar dan "bentuk mod" yang berkaitan (bentuk lentur pemutar pada kelajuan itu) adalah penting untuk pengimbangan pemutar yang fleksibel. Setiap mod mesti dianggap sebagai masalah pengimbangan yang berasingan.
• Pengimbangan Berbilang Satah, Berbilang Kelajuan: Metodologi teras. Tidak seperti rotor tegar, yang boleh diseimbangkan dalam dua satah pada satu kelajuan rendah, rotor fleksibel memerlukan pembetulan dalam berbilang satah dan pengukuran pada berbilang kelajuan untuk memastikan operasi lancar merentasi keseluruhan julat kelajuan.
• Pengimbangan Modal: Teknik berkuasa di mana pemberat ditambah untuk secara khusus mengatasi ketidakseimbangan yang berkaitan dengan setiap mod lenturan. Contohnya, untuk mengimbangi mod lentur pertama, pemberat diletakkan pada titik pesongan maksimum untuk mod tersebut.

Standard ISO Rasmi

Untuk standard rasmi yang lengkap, lawati: ISO 21940-12 pada Kedai ISO

← Kembali ke Indeks Utama