Razumevanje fleksibilnega rotorja

Definicija: Kaj je fleksibilen rotor?

A fleksibilen rotor je rotor, ki se zaradi centrifugalnih sil deformira ali upogne, ko deluje na svoji višini ali blizu nje kritične hitrostiZa razliko od togi rotor, ki ga je mogoče uravnotežiti pri nizki hitrosti in bo ostal uravnotežen v celotnem območju obratovalne hitrosti, se porazdelitev neuravnoteženosti fleksibilnega rotorja spreminja, ko se njegova oblika spreminja s hitrostjo. To pomeni, da je uravnoteženje fleksibilnega rotorja bistveno bolj zapleten postopek.

Praviloma velja, da je rotor fleksibilen, če je njegova največja delovna hitrost 70% ali več njegove prve kritične hitrosti upogibanja.

Zakaj se fleksibilni rotorji obnašajo drugače?

Ključ do razumevanja fleksibilnega rotorja je koncept kritične hitrosti in . oblike načinov.

• Kritična hitrost: To je vrtilna hitrost, ki ustreza eni od naravnih frekvenc rotorja. Pri tej hitrosti rotor doživlja resonanco in vsaka majhna neravnovesja se močno okrepijo, kar povzroči upogibanje rotorja.
• Oblika načina: To je značilna oblika, v katero se rotor upogne, ko prehaja skozi določeno kritično hitrost. Prva kritična hitrost ima preprosto obliko polsinusnega vala, druga ima obliko polnega sinusnega vala (z vozliščem na sredini) in tako naprej.

Ko se fleksibilen rotor vrti, se zaradi tega upogibanja premakne lokacija "težke točke" (središča mase). Neravnovesje, ki obstaja pri nizki hitrosti, je lahko pri visoki hitrosti na povsem drugem efektivnem mestu. Zato preprosto dvoravninsko ravnovesje, izvedeno pri nizki hitrosti, ne bo zadostovalo za zagotovitev nemotenega delovanja pri delovni hitrosti ali med prehodom skozi kritične hitrosti.

Uravnoteženje fleksibilnih rotorjev

Uravnoteženje fleksibilnih rotorjev je specializirana naloga, ki zahteva napredne tehnike in opremo, kot je opisano v standardih, kot so ISO 21940-12Cilj ni le uravnotežiti rotor za eno hitrost, temveč zagotoviti, da teče gladko v celotnem delovnem območju, vključno s prehodom skozi kritične hitrosti.

Med pogoste tehnike spadajo:

• Modalno uravnoteženje: To je močna tehnika, pri kateri se vsak način upogibanja obravnava kot ločen problem neuravnoteženosti. Korekcijske uteži so strateško nameščene v več ravninah vzdolž rotorja, da bi specifično delovale proti silam, ki jih ustvarja posamezna oblika načina. Na primer, za korekcijo prvega načina so uteži nameščene na sredino rotorja, kjer je upogibanje največje. Za korekcijo drugega načina so uteži nameščene na obeh straneh osrednjega vozlišča.
• Metoda vplivnega koeficienta (večhitrostna, večravninska): To vključuje vrtenje rotorja pri več različnih hitrostih (vključno s hitrostmi blizu kritičnih) in uporabo poskusnih uteži v več korekcijskih ravninah. Podatki se uporabijo za izdelavo kompleksne matrike vplivnih koeficientov, ki opisuje odziv rotorja. Računalnik nato reši to matriko, da določi optimalen nabor korekcijskih uteži za več ravnin hkrati.

Ta postopek običajno zahteva visokohitrostni balansirni stroj, ki lahko varno upravlja rotor skozi kritične hitrosti, in dovršeno programsko opremo za izvajanje potrebnih izračunov.

Primeri fleksibilnih rotorjev

Fleksibilni rotorji so pogosti v visokozmogljivih strojih, vključno z:

• Veliki parni in plinski turbogeneratorji
• Visokohitrostni turbokompresorji
• Dolge, vitke gredi in valji v papirnih strojih
• Vretena za visokohitrostne obdelovalne stroje

← Nazaj na glavno kazalo