Hva er en fleksibel rotor?

En fleksibel rotor opererer over én eller flere av sine kritiske hastigheter, så den deformeres under rotasjon. Ubalansefordelingen endres med hastigheten når forskjellige modusformer eksiteres. Eksempler inkluderer turbinaksler, store generatorer og høyhastighets kompressorrotorer.

ISO 21940-14 gir prosedyrer for evaluering av balansekvaliteten til fleksible rotorer. Den tar for seg den ekstra kompleksiteten ved modal ubalanse og spesifiserer toleransekriterier for hver signifikante modusform.

Hvordan er fleksibel rotorbalansering forskjellig fra stiv rotorbalansering?

Stive rotorer trenger kun 2-plans balansering (lav hastighet). Fleksible rotorer krever N+2 plan for N moduser, med hastighetsavhengig korreksjon. Hver modus har sin egen ubalansetoleranse basert på den modale massen og modusens kritiske hastighet.

Hva er modal ubalanse?

Modal ubalanse er den komponenten av ubalanse som eksiterer en spesifikk bøyningsmodus for rotoren. Hver modus fungerer som et uavhengig SDOF-system med sin egen effektive masse. Total balanse krever at hver signifikante modus adresseres.

Hvor mange korreksjonsplan trenger jeg?

For N fleksible moduser trenger du N+2 korreksjonsplan. For eksempel: 1 modus → 3 plan, 2 moduser → 4 plan, 3 moduser → 5 plan. Planplasseringer bør velges for å effektivt påvirke hver modusform.

Gratis ingeniørverktøy — #029

Fleksibel rotorbalanseringstoleranse

Beregn ubalansetoleranse per modus for fleksible rotorer i henhold til ISO 21940-14. Angi rotormasse, maksimal hastighet, balansegrad og antall fleksible moduser.

ISO 21940-14Modal balanseringToleranse per modus

Resultater

Total tillatt ubalanse (ISO 21940-11)

Toleranse per modus

Spesifikk ubalanse (eksentrisitet)

Korreksjonsplaner trengs

Vinkelhastighet ω

Total tillatt ubalanse

Samme som ISO 21940-11 (stiv rotorbaselinje):

Toleransefordeling per modus

For fleksible rotorer fordeles den totale toleransen mellom stivkroppsmodus (lav hastighet) og hver fleksibel modus. En vanlig ingeniørtilnærming:

Der N er antall fleksible moduser + 1 (stivt karosseri-modus). Hver modus mottar en lik andel av det totale ubalanserte budsjettet.

Korreksjonsplan

For N_bøye fleksible moduser, minimum antall korreksjonsplan er:

Eksempel — Gassturbinrotor

Gitt: m = 500 kg, n = 8000 o/min, G2.5, 2 fleksible moduser

ω = 2π × 8000/60 = 837,76 rad/s

e_per = 2,5 × 1000 / 837,76 = 2,984 μm

U_total = 2,984 × 500 = 1492 g·mm

Per-modus = 1492 / 3 = 497 g·mm (3 moduser: 1 stiv + 2 fleksibel)

Nødvendige fly: 2 + 2 = 4 korreksjonsplan

⚠️ Merk: Likfordelingsmodellen er en forenklet tilnærming. I praksis kan modal massedeltakelse variere, og faktiske toleranser bør verifiseres ved rotordynamikkanalyse.

Fleksibel rotorbalanseringstoleranse — ISO 21940-14 | Gratis onlineverktøy

Utgitt av Nikolai Shelkovenko på 15. februar 2026 15. februar 2026

Resultater

Total tillatt ubalanse

Toleransefordeling per modus

Korreksjonsplan