Pochopenie previslých rotorov

Zariadenia

Prenosný vyvažovač a analyzátor vibrácií Balanset-1A

$2,358.31

Diely

Senzor vibrácií

$107.47

Diely

Optický senzor (laserový tachometer)

$148.07

Zariadenia

Balanset-4

$8,123.32

Diely

Magnetický stojan Insize-60-kgf

$54.93

Diely

Reflexná páska

$11.94

Zariadenia

Dynamický balancer "Balanset-1A" OEM

$2,071.73

Definícia: Čo je to previslý rotor?

Jeden previslý rotor (tiež nazývaný konzolový rotor alebo konzolový rotor) je rotor konfigurácia, kde rotujúca hmota presahuje nosné ložiská a je namontovaná konzolovo. V tejto konštrukcii je rotor podopretý iba na jednej strane, pričom pracovný prvok (obežné koleso, koleso ventilátora, brúsny kotúč atď.) prečnieva z podpery ložiska, namiesto toho, aby bol umiestnený medzi dvoma ložiskami.

Táto konfigurácia je bežná v mnohých typoch priemyselných zariadení a predstavuje jedinečné výzvy pre... vyvažovanie v dôsledku zosilnenia nevyváženosť sily prostredníctvom konzolového pôsobenia.

Bežné príklady previsnutých rotorov

Konštrukcie letmých rotorov sú rozšírené v priemyselných a komerčných aplikáciách:

HVAC a priemyselné ventilátory

• Obežné kolesá odstredivého dúchadla vyčnievajúce z hriadeľov motora
• Axiálne chladiace ventilátory namontované na koncových zvonoch motora
• Priemyselné ventilátory na stojane

Čerpadlá

• Obežné kolesá jednostupňových odstredivých čerpadiel
• Monoblokové čerpadlá, kde obežné koleso vyčnieva z ložiska motora

Obrábacie stroje

• Brúsne kotúče na previsnutých vretenách
• Frézy a držiaky nástrojov
• Skľučovadlá sústruhu

Prenos výkonu

• Kladky a kladky namontované na hriadeľoch motorov
• Ozubené kolesá na predĺžených hriadeľoch
• Reťazové kolesá

Spracovateľské zariadenia

• Miešadlá a obežné kolesá
• Lopatky turbín na hriadeľoch turbín

Prečo previsnutý dizajn?

Napriek problémom s vyvážením ponúkajú ľavostranné rotory významné praktické výhody:

1. Prístupnosť

Pracovný prvok je ľahko prístupný na kontrolu, údržbu a výmenu bez nutnosti demontáže celého stroja alebo narušenia ložísk.

2. Jednoduchosť a náklady

Eliminácia jednej podpery ložiska znižuje mechanickú zložitosť, počet dielov a výrobné náklady.

3. Priestorová efektívnosť

Kompaktná konštrukcia vyžaduje menej axiálneho priestoru ako usporiadanie medzi ložiskami.

4. Jednoduchá montáž

Komponenty je možné často namontovať priamo na štandardné hriadele motorov alebo existujúce stroje bez špeciálnych spojovacích usporiadaní.

5. Požiadavky na proces

V niektorých aplikáciách (čerpadlá, miešačky, chemické spracovanie) je pre prístup k procesnej kvapaline alebo materiálu nevyhnutné mať pracovný prvok iba na jednej strane.

Unikátne výzvy v oblasti vyváženia

Letmé rotory predstavujú niekoľko problémov, ktoré ich robia citlivejšími na nevyváženosť ako konštrukcie s medziložiskovými ložiskami:

1. Zosilnenie momentu

Akékoľvek nevyváženosť V previsnutom rotore sa nielen odstredivá sila, ale aj moment (krútiaci moment) okolo ložiskovej podpery. Čím ďalej je hmota od ložísk, tým väčší je tento moment, čím sa zosilňuje účinok aj malej nevyváženosti. Toto je opísané princípom páky: Sila × Vzdialenosť = Moment.

2. Vysoké zaťaženie ložísk

Konzolová konfigurácia kladie vysoké radiálne a momentové zaťaženie na ložiská, najmä na ložisko najbližšie k rotoru. Nevyváženosť toto zaťaženie zhoršuje a urýchľuje opotrebovanie ložiska.

3. Ohýbanie a vychýlenie hriadeľa

Konzlový hriadeľ je vystavený ohybovým silám a aj malé nevyváženosti môžu spôsobiť značné vychýlenie hriadeľa na previsnutom konci, najmä pri vyšších rýchlostiach alebo pri dlhších previsoch.

4. Vplyv spojky a drážky pre klin

Mnohé ľavostranné rotory sú namontované na hriadele motora pomocou per, nastavovacích skrutiek alebo spojok. Tieto spojenia môžu spôsobiť alebo zmeniť stav nevyváženosti a akákoľvek vôľa dramaticky zhoršuje vibrácie.

5. Citlivosť na inštaláciu

Nesprávna montáž (nie úplne usadená na hriadeli, naklonená pod uhlom, uvoľnené upevňovacie prvky) má výraznejší vplyv na ľavostranné rotory ako na konštrukcie s medziložiskovými ložiskami.

Úvahy o vyvážení pre ľavostranné rotory

Jednorovinný zvyčajne postačuje

Väčšina ľavostranných rotorov je v axiálnom smere relatívne krátka a možno ich efektívne vyvážiť pomocou vyvažovanie v jednej rovine. Ten/tá/to korekčná rovina sa zvyčajne nachádza na samotnom rotore na najdostupnejšom mieste.

Statická vs. dynamická rovnováha

• Statická rovnováha: Zaisťuje, že ťažisko rotora leží na osi otáčania. Pre kotúčové ľavostranné rotory je často postačujúce statické vyváženie.
• Dynamická rovnováha: Pri dlhších ľavostranných rotoroch alebo rotoroch s výraznou axiálnou hrúbkou môže byť potrebné dynamické vyváženie v dvoch rovinách, aby sa eliminovali párová nerovnováha.

Previsová vzdialenosť je dôležitá

Čím väčšia je vzdialenosť previsu (vzdialenosť od najbližšieho ložiska k ťažisku rotora), tým dôležitejšia je kvalita vyváženia. Vo všeobecnosti platí:

• Krátky previs (L/D) < 0,3): Menej citlivé, platia štandardné tolerancie vyváženia
• Mierny previs (0,3 < L/D < 0,7): Citlivejšie, zvážte prísnejšie tolerancie
• Dlhý previs (L/D > 0,7): Vysoko citlivý, vyžaduje starostlivé vyváženie a môže byť potrebné dynamické vyváženie

Kde L je dĺžka previsu a D je priemer rotora.

Najlepšie postupy pre vyváženie previsnutého rotora

1. Vyváženie v konečnej nainštalovanej konfigurácii, ak je to možné

Letmé rotory sú obzvlášť citlivé na spôsob ich montáže. V ideálnom prípade vykonajte vyvažovanie poľa s rotorom nainštalovaným na hriadeli v jeho konečnej prevádzkovej konfigurácii.

2. Overte bezpečné upevnenie

Pred vyvážením sa uistite, že:

• Všetky montážne prvky (skrutky, matice, kľúče) sú správne utiahnuté
• Rotor je úplne usadený na hriadeli bez medzier
• Všetky drážky na kľúče sú správne osadené bez nadmernej vôle
• Rotor je kolmý na hriadeľ (nie je naklonený ani uhlový)

3. Použite vhodný korekčný polomer

Miesto korekčné závažia s čo najväčším polomerom (zvyčajne blízko vonkajšieho priemeru). Toto maximalizuje účinok každého gramu korekčného závažia, čo umožňuje menšie pridávanie závažia.

4. Skontrolujte vybitie

Zmerajte hriadeľ výbeh pred vyvážením. Nadmerné hádzanie (excentricita, kývanie, ohnutý hriadeľ) zabráni dosiahnutiu dobrého vyváženia a musí sa najskôr opraviť.

5. Zohľadnite vplyv momentov pri meraní vibrácií

Pri meraní vibrácie Pri inštaláciách s previsnutým rotorom odčítajte hodnoty na ložiskách na hnacom aj nepoháňanom konci, ak sú prístupné. Vibračný vzorec sa bude medzi jednotlivými miestami výrazne líšiť v dôsledku momentu vytvoreného previsnutou hmotou.

6. Používajte prísnejšie tolerancie

Vzhľadom na zosilňovacie efekty zvážte špecifikáciu jedného G-trieda pevnejšie, ako by sa použilo pre ekvivalentný rotor s medziložiskami. Napríklad pre kritické aplikácie použite G 2,5 namiesto G 6,3.

Bežné problémy a riešenia

Problém: Po vyvážení sa vracajú vibrácie

Možné príčiny:

• Uvoľnené montážne prvky sa počas prevádzky uvoľnili
• Korekčné závažia sa posunuli alebo spadli
• Nahromadenie materiálu alebo erózia zmenili stav rovnováhy
• Tepelný rast spôsobený posunom

Riešenia: Používajte zaisťovacie hmoty na závity, zvárajte alebo trvalo pripevnite korekčné závažia, zaveďte pravidelný harmonogram kontrol.

Problém: Nemožno dosiahnuť prijateľný zostatok

Možné príčiny:

• Hádenie hriadeľa alebo ohnutý hriadeľ
• Opotrebovanie ložiska alebo nadmerná vôľa
• Štrukturálna rezonancia pri prevádzkovej rýchlosti
• Zlé upevnenie rotora (natiahnutý, nie úplne usadený)

Riešenia: Pred vyvážením riešte mechanické problémy, skontrolujte priamosť hriadeľa, vymeňte opotrebované ložiská a overte správnu montáž.

Úvahy o dizajne nového zariadenia

Pri navrhovaní zariadení s previsnutými rotormi:

• Minimalizovať previs: Previs by mal byť čo najkratší
• Vystužte hriadeľ: Použite hriadele s väčším priemerom, aby ste odolávali ohýbaniu
• Používajte robustné ložiská: Špecifikujte ložiská s dostatočnou radiálnou a momentovou únosnosťou
• Poskytnúť možnosť vyváženia: Navrhnite korekčné roviny alebo prístupné miesta na pridávanie/odstraňovanie vyvažovacích závaží
• Zvážte predbežné vyváženie: Ak je to možné, pred inštaláciou vyvážte rotorový prvok
• Zadajte príslušné tolerancie: Nepreháňajte špecifikácie, ale uvedomte si, že previsnuté konštrukcie potrebujú dobrú rovnováhu.

Priemyselné normy a smernice

Hoci previsnuté rotory nemajú samostatné normy pre vyvažovanie, vzťahujú sa na ne všeobecné normy pre vyvažovanie so špeciálnymi poznámkami:

• ISO 21940-11: Poskytuje návod na výber triedy G pre ľavostranné rotory
• API 610 (Odstredivé čerpadlá): Určuje kvalitu vyváženia pre ľavostranné obežné kolesá čerpadiel
• Normy ANSI/AGMA: Poskytnite návod na vyváženie previsnutých ozubených kolies a kladiek

Vo všeobecnosti používajte štandardné vyvažovacie triedy, ale majte na pamäti, že pri previsnutých konfiguráciách môže byť výhodné utiahnuť jeden stupeň, aby sa kompenzovali účinky zosilnenia.

---

← Späť na hlavný index