Разумевање крутог ротора
A крути ротор је ротор који се не савија значајно, не флексира се или не мења свој облик под утицајем свог неравнотежа силе у служби при радној брзини. У сврху уравнотежења ротор се третира као крути када се врти знатно испод своје прве критична брзина — конвенционално мање од 70–75% њега. Пошто му облик остаје константан, крути ротор је најједноставнија и најекономичнија класа ротора за балансирање, и огромна већина свакодневне индустријске опреме спада у њу.
1. Дефиниција: Шта је крути ротор?
Одређујући принцип понашања крутог ротора је да дистрибуција Неуравнотеженост дуж дужине ротора се не мења када се мења брзина ротора. Тешка места остају на истом месту. Стање равнотеже постигнуто при ниској, погодној брзини на машина за балансирање Стога остаје важећи и ефикасан када се ротор касније покрене на својој знатно вишој радном брзини.
Ова стабилност произилази директно из тога што се ротор држи далеко од своје прве критична брзина. Испод отприлике 70–75% те брзине дефлексија изазвана центрифугална сила је занемарива у поређењу са геометријском ексцентрицитетом саме масе, па се ротор у пракси понаша као једно чврсто тело које се врти око своје осе. Оса масе и оса вратила су фиксне једна у односу на другу без обзира на број обртаја у минути.
Свакодневне машине које инжењери третирају као круте роторе обухватају арматуре електричних мотора, једностепене вентилаторе и дуваљке, пумпне импелере, маховите, бубњеве, брусне точкове и компоненте дисковног типа. За њих, балансирање у два равница изведено споро омогућава уочавање стварног стања небаланса са којим ће машина радити.
2. Чврст наспрам флексибилног ротора
Разлика између крутог ротора и флексибилни ротор је један од најважнијих концепата у балансирању ротора, јер одређује целу стратегију балансирања.
Крути ротор
- Радна брзина: знатно испод своје прве критичне брзине, обично испод 75%.
- Понашање: Не савија се нити флексира под центрифугалним силама. Његова неуравнотежена карактеристика је независна од брзине.
- Поступак балансирања: може се избалансирати на једној, погодној малој брзини. Стандардни двоплоска равнотежа је довољно да исправи било који динамички дисбаланс, било статичко, парно или комбинација оба. Властелни стандард за балансирање крутих ротора је ISO 21940-11 (који је заменио дуго познати ISO 1940-1).
Флексибилни ротор
- Радна брзина: прилази, пролази кроз или ради далеко изнад једне или више својих критичних брзина.
- Понашање: Савија се и флексира док пролази кроз критичну брзину. Неуравнотежене силе узрокују да ротор промени облик (дефлектовања), а привидна локација “тешке тачке” може се померати са брзином јер ротор поприма закривљени облик. облик режима.
- Поступак балансирања: много сложеније. То захтева вишеравнинско балансирање (често више од два равни) и мора се извршити при или близу радном брзини како би се узело у обзир савијање ротора. Потребне су специјализоване модалне технике, а рад је регулисан стандардом ISO 21940-12.
3. Значај „круте“ претпоставке
Претпоставка да се ротор понаша круто омогућава практично, економично и безбедно балансирање на индустријским машинама за балансирање. Ове машине обично ротирају роторе при релативно ниским брзинама — неколико стотина обртаја у минути — ради безбедности, мање потрошње погонске снаге и механичке једноставности.
Ако је ротор заиста крут, небаланс измерен на 400 обртаја у минути на машини за балансирање је исти онај небаланс који изазива вибрације на 3600 обртаја у минути у пољу. Корјењење неравнотеже при ниским обртајима решава проблем и при високим обртајима. Ако би ротор заиста био флексибилан, та равнотежа при ниским обртајима била би неефикасна: ротор би се савијао како би се приближио критичним обртајима и приказао потпуно другачије стање неравнотеже при радним обртајима — понекад изгледајући добро уравнотежено у мировању, а ипак јако вибрирајући при раду. Погрешна процена флексибилног ротора као крутог је класичан узрок “уравнотежене” машине која и даље вибрира.
4. Када се ротор сматра крутим?
Одлука да се ротор третира као крути почива на његовој геометрији и радној брзини:
- Кратки, дебели ротори: ротори са великим пречником у односу на дужину — брусна котач, диск кочница, једностепено пумпно крило — готово су увек крути.
- Дугачки, витки ротори: Ротори који су дуги и танки, као што су роторски вратила или ротор вишестепеног компресора, далеко су склонији флексибилности, нарочито када раде при великој брзини.
У крајњем, дефинитивни тест је однос радне брзине и прве критичне брзине. Ако је тај однос низак, приступ балансирању круте ротационе масе је прикладан и успеће; ако је висок, потребне су методе балансирања флексибилне ротационе масе. Зато је разумевање динамика ротора и где се налази свака критична брзина, што је основа за сваку одлуку о балансирању.
5. Балансирање и провера крутог ротора на терену
Многи крути ротори се најпогодније уравнотежују на месту, у својим лежајевима, уместо да се скину и поставе на машину за уравнотежење. Ово је балансирање поља, и одговара тачно вентилаторима, пумпама и моторима које обухвата та чврста претпоставка. Портабилни двоканални анализатор као што је Балансет-1а мери амплитуду од 1× и фаза на сваком лежају, израчунава ротора коефицијенти утицаја из пробне тежинске вожње и израчунава масе корекције за једну или две равни. Пошто је ротор крутан, та једна јефтина корекција важи у целом опсегу брзина, и инструмент затим може потврдити преостали дисбаланс налази се у оквиру изабраног ISO 21940-11 разреда. Можете претворити балансни степен и брзину услуге у дозвољену толеранцију g·mm помоћу Калкулатор остаточне неуравнотежености (ISO 21940-11) пре него што почнете.
