Razumevanje rotorja v vrtljivih strojih

Definicija: Kaj je rotor?

A rotor je primarni vrteči se sklop znotraj stroja. Običajno je sestavljen iz osrednje gredi, na kateri so nameščene druge komponente, kot so rotorji, lopatice, magneti ali armature. Celoten sklop je podprt z ležaji in je zasnovan za prenos navora in opravljanje dela. Preučevanje obnašanja rotorja med vrtenjem, vključno z njegovimi vibracijami in odkloni, je znano kot dinamika rotorja, kritično področje strojništva.

Temeljna klasifikacija: togi in fleksibilni rotorji

Najpomembnejša razlika v dinamiki rotorja je, ali se rotor obnaša kot "togo" ali "fleksibilno" telo. Ta klasifikacija ne temelji na lastnostih materiala, temveč na razmerju med delovno hitrostjo stroja in hitrostjo rotorja. kritične hitrosti (njegove naravne frekvence upogibanja).

Togi rotorji

Upošteva se rotor tog če je njegova delovna hitrost precej pod prvo kritično hitrostjo upogibanja (običajno manjša od 70% prve kritične hitrosti). Pri teh hitrostih gred zaradi dinamičnih sil ne doživi nobenega večjega upogibanja ali deformacije. Predpostavlja se lahko, da se celoten rotor vrti kot ena sama, toga masa.

• Značilnosti: Ponavadi so krajši, bolj čokati in delujejo pri nižjih hitrostih.
• Uravnoteženje: V celoti se lahko popravi z uporabo dinamično uravnoteženje v dveh ravninah po načelih mehanike togega telesa.
• Primeri: Večina standardnih elektromotorjev, nizkohitrostnih ventilatorjev, brusilnih koles in številnih rotorjev črpalk.

Fleksibilni rotorji

Upošteva se rotor prilagodljiv če je zasnovan za delovanje s hitrostjo, ki je blizu, pri ali nad eno ali več kritičnimi hitrostmi upogibanja. Ko se rotor približa kritični hitrosti, se bo gred začela znatno upogibati in upogibati. Oblika tega upogibanja je znana kot »oblika načina«.

• Značilnosti: Ponavadi so dolgi, vitki in delujejo pri visokih hitrostih.
• Uravnoteženje: Dvoravninsko uravnoteženje ni zadostno. Fleksibilni rotorji zahtevajo naprednejše tehnike večravninskega uravnoteženja, ki upoštevajo upogibanje gredi. To lahko vključuje "modalno uravnoteženje" (uravnoteženje vsake oblike moda posebej) ali uravnoteženje vplivnih koeficientov pri več hitrostih.
• Primeri: Velike parne in plinske turbine, visokohitrostni kompresorji, dolge pogonske gredi in rotorji generatorjev.

Zasnova in analiza fleksibilnih rotorjev je veliko bolj zapletena, saj se njihovo dinamično obnašanje spreminja s hitrostjo.

Pogoste komponente rotorskega sklopa

Rotor je več kot le gred. Tipična sestava lahko vključuje:

• Gred: Osrednji del, ki prenaša navor.
• Rotorji, lopatice ali krilca: Komponente, ki delujejo na tekočino (v črpalkah, ventilatorjih, turbinah).
• Armatura/navitja: Vrteči se del elektromotorja ali generatorja.
• Revije: Visoko polirani deli gredi, ki se nahajajo znotraj ležajev.
• Spojke: Pesta, ki se uporabljajo za povezavo rotorja z drugim strojem.
• Potisne ovratnice: Komponente, ki absorbirajo morebitne aksialne sile.
• Ravnotežni obroči ali ravnine: Določena mesta, kamor se med uravnoteženjem dodajajo korekcijske uteži.

Pogoste težave, povezane z rotorji

Analiza vibracij se uporablja za odkrivanje širokega nabora težav, ki izvirajo iz sklopa rotorja:

• Neravnovesje: Najpogostejša težava, ki jo povzroča neenakomerna porazdelitev mase.
• Upognjena gred: Fizični upogib ali lok v gredi.
• Razpoka gredi: Razvijajoča se utrujenostna razpoka, ki lahko povzroči katastrofalno odpoved.
• Neusklajenost: Čeprav gre za težavo med rotorji, povzroča visoke napetosti znotraj rotorskega sklopa.
• Drgnjenje rotorja in statorja: Stik med vrtečimi se in mirujočimi deli stroja.
• Ohlapnost: Ohlapno prileganje komponente (kot je rotor) na gredi.

← Nazaj na glavno kazalo