Forstå den stive rotoren

1. Definisjon: Hva er en stiv rotor?

A Stiv rotor er en rotor som ikke bøyer, flekser eller endrer form betydelig under påvirkning av sin egen ubalanse krefter ved dens driftshastighet. For balanseringsformål anses en rotor å være stiv hvis den opererer med en hastighet som er mindre enn 70-75% av dens første kritisk hastighet.

Hovedprinsippet for balansering av stiv rotor er at ubalansefordelingen langs rotorens lengde ikke endres når rotorens hastighet endres. Dette betyr at en balansetilstand oppnådd ved lav hastighet på en balanseringsmaskin fortsatt vil være gyldig og effektiv når rotoren drives med sin mye høyere driftshastighet.

De aller fleste vanlige industrielle rotorer, som elektriske motorarmaturer, vifter, pumper og trinser, behandles som stive rotorer.

2. Stiv vs. Fleksibel rotor

Skillet mellom stive og fleksible rotorer er et av de viktigste konseptene innen rotorbalansering:

Stiv rotor

• Driftshastighet: Godt under den første kritiske hastigheten (vanligvis < 75%).
• Oppførsel: Bøyes eller flekses ikke på grunn av sentrifugalkrefter. Ubalanseegenskapene er uavhengige av hastighet.
• Balanseringsprosedyre: Kan balanseres med én praktisk lav hastighet. En standard toplansbalanse er tilstrekkelig for å korrigere eventuelle dynamisk ubalanseDen internasjonale standarden for balansering av stive rotorer er ISO 21940-11.

Fleksibel rotor

• Driftshastighet: Nærmer seg, passerer gjennom eller opererer godt over en eller flere av sine kritiske hastigheter.
• Oppførsel: Bøyes og flekses når den passerer gjennom kritiske hastigheter. Ubalansekreftene får rotoren til å endre form (avbøye), og plasseringen av det "tunge punktet" kan se ut til å forskyve seg.
• Balanseringsprosedyre: Mye mer komplekst. Krever balansering i flere plan (ofte mer enn to plan) og må utføres ved eller nær driftshastigheten for å ta hensyn til rotorens bøyning. Spesialiserte teknikker er påkrevd.

3. Viktigheten av den «rigide» antagelsen

Antagelsen om at en rotor oppfører seg stivt er det som muliggjør praktisk, økonomisk og sikker balansering på industrielle balanseringsmaskiner. Disse maskinene spinner vanligvis rotorer med relativt lave hastigheter (noen få hundre o/min) for sikkerhet og mekanisk enkelhet.

Hvis en rotor er virkelig stiv, ubalanse Målt ved 400 o/min på balanseringsmaskinen vil være den samme ubalansen som forårsaker vibrasjon ved 3600 o/min i felten. Ved å korrigere den ved lav hastighet løses problemet for høy hastighet. Hvis rotoren faktisk var fleksibel, ville en lavhastighetsbalanse være ineffektiv, ettersom rotoren ville bøye seg og vise en helt annen ubalansetilstand ved høyere driftshastighet.

4. Når regnes en rotor som stiv?

Beslutningen om å behandle en rotor som stiv er basert på dens geometri og driftshastighet:

• Korte, korte rotorer: Rotorer som har stor diameter i forhold til lengden (som en slipeskive eller en skivebrems) er nesten alltid stive.
• Lange, slanke rotorer: Rotorer som er lange og tynne (som en drivaksel eller en flertrinns kompressorrotor) er mer sannsynlig å være fleksible, spesielt hvis de opererer med høye hastigheter.

Til syvende og sist er den definitive testen forholdet mellom driftshastigheten og den første kritiske hastigheten. Hvis dette forholdet er lavt, er en stiv rotorbalanseringsmetode passende og vil være vellykket.

← Tilbake til hovedindeksen