Înțelegerea excentricității în mașinile rotative

Definiție: Ce este excentricitatea?

În contextul dinamicii rotorului, excentricitate se referă la distanța radială sau decalajul dintre centrul de masă al unui rotor (numit și centru de greutate) și centrul său geometric (centrul real al formei sau arborelui său). Într-un rotor perfect echilibrat, aceste două centre ar coincide. Cu toate acestea, din cauza imperfecțiunilor de fabricație și a densității neuniforme a materialului, există aproape întotdeauna o excentricitate inerentă. Când un rotor excentric se rotește, centrul de masă decalat generează o forță centrifugă, care este cauza principală a vibrațiilor datorate dezechilibra.

Relația directă dintre excentricitate și dezechilibru

Excentricitatea și dezechilibrul sunt fundamental legate. Dezechilibrul este *măsura* efectului excentricității la o anumită viteză, în timp ce excentricitatea este *cauza fizică*. Cantitatea dezechilibrului este direct proporțională cu masa rotorului și cu excentricitatea acestuia.

Formula este simplă:

Dezechilibru (U) = Masă (M) × Excentricitate (e)

Această relație evidențiază de ce excentricitatea este atât de critică. Chiar și o excentricitate foarte mică (doar câțiva micrometri) pe un rotor greu, de mare viteză, poate crea o forță de dezechilibru masivă, ducând la vibrații severe și uzură rapidă a rulmenților.

Tipuri de excentricitate

Este important să se facă distincția între diferite forme de excentricitate și imperfecțiunile geometrice aferente:

1. Excentricitatea masei

Aceasta este adevărata excentricitate, așa cum este definită mai sus - decalajul dintre centrul de masă și centrul geometric. Acesta este tipul care provoacă dezechilibrul și este ținta tuturor procedurilor de echilibrare. Nu poate fi văzută sau măsurată direct cu un comparator cu cadran atunci când rotorul este staționar.

2. Excentricitate geometrică (runout)

Aceasta se referă la o abatere a suprafeței rotorului de la un cerc perfect. Este o măsură a cât de „oral” este un arbore sau un rotor. Aceasta este cunoscută și sub numele de bătaie mecanicăDe exemplu, un fus de arbore poate fi ușor oval sau o scripetă poate fi prelucrată ușor descentrată pe un arbore. Acest tip de imperfecțiune *poate* fi măsurată cu un comparator cu cadran în timpul unei rulări lente. Deși nu reprezintă direct un dezechilibru de masă, o formă geometrică excentrică contribuie adesea la un dezechilibru de masă.

3. Deviație electrică

Aceasta nu este o imperfecțiune fizică, ci o eroare de măsurare care apare la sondele de proximitate fără contact. Dacă suprafața rotorului prezintă variații ale permeabilității magnetice sau conductivității electrice, sonda poate da o citire falsă care imită bătaia geometrică. Acest „zgomot” trebuie luat în considerare în timpul testării dinamice a rotorului.

Cauzele excentricității

Excentricitatea masei este introdusă în rotoare prin diverse mijloace:

• Toleranțe de fabricație: Niciun proces de fabricație nu este perfect. Întotdeauna vor exista mici erori în prelucrare, turnare și asamblare.
• Densitatea materialului neuniform: Incluziunile, golurile sau porozitatea dintr-o piesă turnată sau forjată înseamnă că materialul nu este perfect omogen, provocând deplasarea centrului de masă.
• Design asimetric: Componentele precum arborii cotiți sunt în mod inerent asimetrice.
• Erori de asamblare: O scripetă sau un rulment care nu este perfect centrat pe un arbore va crea o masă excentrică.
• Distorsiune termică: Încălzirea sau răcirea neuniformă poate provoca curbarea unui rotor, deplasându-i temporar centrul de masă. Aceasta se numește vector termic.

Cum se abordează excentricitatea

Deoarece excentricitatea masei este cauza dezechilibrului, aceasta este corectată prin procesul de echilibrarePrin adăugarea sau îndepărtarea unor cantități mici de greutate, un tehnician creează o forță opusă care trage efectiv linia centrală a masei rotorului înapoi în alinierea cu linia sa centrală geometrică, reducând la minimum forța centrifugă netă și vibrațiile rezultate.

← Înapoi la indexul principal