Înțelegerea excentricității rotorului
Definiție: Ce este excentricitatea rotorului?
Excentricitatea rotorului (numit și excentricitate sau bătaie geometrică) este o condiție în care centrul geometric al unui rotor sau componenta rotorului nu coincide cu axa de rotație (linia centrală definită de lagărele de susținere). Această decalare creează o situație în care, chiar dacă masa este perfect echilibrată, suprafața exterioară a rotorului este “excentrizată”, determinând centrul de masă să orbiteze în jurul axei de rotație pe măsură ce rotorul se rotește, generând vibrații identic cu masa dezechilibra.
Excentricitatea este deosebit de frecventă la motoarele electrice (din cauza decalajului dintre rotor și alezaj), pompe și ventilatoare (din cauza decalajului de montare a rotorului) și la orice rotor asamblat unde suprapunerea toleranțelor de fabricație poate crea o bătaie geometrică. Este o problemă semnificativă în mașinile de precizie, unde menținerea unei concentricități strânse este esențială.
Tipuri de excentricitate a rotorului
1. Excentricitate statică (decalaj paralel)
- Descriere: Centrul rotorului este decalat față de axa de rotație, dar paralel cu aceasta
- Geometrie: Decalaj radial constant de-a lungul lungimii rotorului
- Efect: Creează un dezechilibru de masă (centru geometric ≠ centru de rotație)
- Comune în: Componente cu un singur disc, cum ar fi rotoare, scripeți
- Corecţie: Adesea corectabil prin echilibrare sau remontare
2. Excentricitate dinamică (decalaj unghiular)
- Descriere: Linia centrală a rotorului la un unghi față de axa de rotație
- Geometrie: Bătaia variază de-a lungul lungimii rotorului
- Efect: Creează dezechilibru cu cuplu și bătaie variabilă
- Comune în: Rotoare lungi cu mai multe etape de asamblare
- Corecţie: Necesită realiniere sau echilibrare specializată
3. Excentricitate compusă
- Combinație de decalaj paralel și unghiular
- Cea mai frecventă condiție din lumea reală
- Model complex de bătaie
- Necesită o analiză atentă pentru a o distinge de alte probleme
Cauze frecvente
Toleranțe de fabricație
- Excesul de bătaie al alezajului: Alezajul rulmentului nu este concentric cu diametrul exterior
- Extinderea arborelui: Inexactități de prelucrare în fusurile arborilor
- Stivuire: Componente multiple asamblate cu acumulare de toleranță
- Variații de casting: Deplasarea miezului în piese turnate creează variații ale grosimii peretelui
Erori de asamblare
- Montare descentrată: Componenta rotorului sau a rotorului nu este centrată pe arbore
- Instalare armată: Componentă înclinată în timpul montării prin presare
- Probleme cu cheia/canalul de cheie: Instalare cheie supradimensionată sau cheie excentrică
- Probleme de potrivire termică: Ansamblu prin frecare sau dilatare care creează decalaj
Cauze operaționale
- Uzura rulmentului: Excesiv autorizație de circulație permite arborelui să se deplaseze în afara centrului
- Îndoirea arborelui: Curbură permanentă sau termică care creează o excentricitate eficientă
- Deformare plastică: Suprasarcină care provoacă distorsiuni permanente ale arborelui sau componentelor
- Slăbiciune: Componenta a funcționat slăbit și s-a deplasat în poziție
Efecte și simptome
Simptome de vibrații
- 1× Vibrație sincronă: Simptomul principal, pare identic cu dezechilibrul de masă
- Ridicat A alerga afară: Bătaie radială măsurabilă chiar și la viteze mici de laminare
- Fază constantă: Spre deosebire de alte defecte, faza este de obicei stabilă
- Răspuns la pătrat al vitezei: Vibrațiile cresc odată cu viteza², la fel ca dezechilibrul
Efecte electrice (motoare/generatoare electrice)
- Variația spațiului de aer: Rotorul excentric creează un spațiu de aer neuniform
- Tracțiune magnetică dezechilibrată (UMP): Forțe magnetice asimetrice
- Fluctuații curente: Reluctanța variabilă afectează consumul de curent
- Supraîncălzire: Încălzire localizată la spațiul minim de aer
- Zgomot electromagnetic: Vibrații și zgomot la frecvența de linie 2×
Stres mecanic
- Sarcini crescute la rulmenți din cauza forțelor de dezechilibru
- Tensiune ciclică de încovoiere în arbore
- Distanțe reduse în locurile cu goluri minime
- Potențial de frecare la distanțe mici
Diagnostic și diferențiere
Excentricitate vs. dezechilibru de masă
| Caracteristică | Dezechilibru de masă | Excentricitate |
|---|---|---|
| Frecvența vibrațiilor | 1× viteză de rulare | 1× viteză de rulare |
| Rulare lentă | Minim | Ridicat (proporțional cu excentricitatea) |
| Răspuns la echilibrare | Vibrații reduse | Îmbunătățire limitată (adăugă dezechilibru de masă pentru a compensa) |
| Efecte electrice | Nici unul | Variația întrefierului, UMP (în motoare/generatoare) |
| Corecţie | Adăugați greutăți de echilibrare | Remontați componenta, înlocuiți-o dacă este defect de fabricație |
Teste de diagnostic
Măsurarea bătăii de cap
- Măsurarea bătăii radiale cu un comparator cu cadran sau o sondă de proximitate
- Rotiți axul încet (< 100 RPM)
- O bătaie mare (> 0,05 mm sau 2 mils de obicei) indică excentricitate sau arbore îndoit
- Prezența bătăii de bătaie chiar și atunci când nu se rotește confirmă problema geometrică
Testul de răspuns la echilibrare
- Încercați să echilibrați cu greutăți de probă
- Excentricitatea limitează calitatea echilibrului realizabilă
- Poate obține vibrații acceptabile, dar sunt necesare greutăți de corecție mari
- Greutățile “urmăresc” decalajul geometric în loc să corecteze distribuția masei
Metode de corecție
Corecție mecanică
- Remontare componentă: Demontați și reinstalați cu o concentricitate mai bună
- Suprafețele mașinii: Rearanjați ajustările rulmenților sau refaceți arborele pentru a îmbunătăți bătaia
- Înlocuiți componenta: În caz de defect de fabricație, înlocuirea poate fi singura opțiune
- Reglarea șaibei: Pentru componentele asamblate, ajustați poziționarea
Compensarea echilibrată
- Adăugați greutăți de echilibrare pentru a crea un dezechilibru contracar
- Reduce vibrațiile, dar nu rezolvă problema geometrică
- Acceptabil dacă excentricitatea se încadrează în toleranță și vibrațiile sunt reduse corespunzător
- Limitare documentată pentru aplicații de precizie
Pentru motoare/generatoare electrice
- Repoziționați rotorul pentru a minimiza variația spațiului de aer
- În cazuri grave, este necesară re-găurirea statorului sau înlocuirea acestuia.
- Compensare electromagnetică uneori posibilă cu controale avansate
Excentricitatea rotorului este o imperfecțiune geometrică ce creează consecințe dinamice similare dezechilibrului de masă, dar cu caracteristici diagnostice distincte. Recunoașterea excentricității prin măsurarea bătăii rotorului și înțelegerea limitelor acesteia în echilibrare permite luarea unor măsuri corective adecvate - corecție mecanică atunci când este fezabilă sau acceptare cu compensare a echilibrării atunci când modificarea geometrică este impracticabilă.
EN 
AR 
AZ 
BG 
ZH 
HR 
CS 
DA 
NL 
ET 
FI 
FR 
DE 
KA 
EL 
HE 
HI 
HU 
ID 
IT 
JA 
KO 
LV 
LT 
MS 
NB 
FA 
PL 
PT_BR 
PT 
RO 
SR 
SK 
SL 
ES 
SV 
TH 
TR 
UR 
UK 
VI 