Разумевање ексцентричности ротора
Дефиниција: Шта је ексцентричност ротора?
Ексцентричност ротора (такође се назива ексцентричност или геометријско одступање) је стање у којем геометријски центар ротор или компонента ротора се не поклапа са осом ротације (средњом линијом коју дефинишу носећи лежајеви). Ово померање ствара ситуацију у којој, чак и ако је маса савршено уравнотежена, спољна површина ротора иде “ван центра”, узрокујући да центар масе кружи око осе ротације док се ротор окреће, генеришући вибрација идентично маси неравнотежа.
Ексцентричност је посебно честа код електромотора (због померања ротора у односу на отвор), пумпи и вентилатора (због померања монтаже импелера) и свих склопљених ротора где слагање производних толеранција може створити геометријско одступање. То је значајан проблем код прецизних машина где је одржавање чврсте концентричности критично.
Врсте ексцентричности ротора
1. Статичка ексцентричност (паралелни помак)
- Description: Центар ротора померен од осе ротације, али паралелан са њом
- Геометрија: Константан радијални помак дуж дужине ротора
- Ефекат: Ствара неравнотежу масе (геометријски центар ≠ центар ротације)
- Уобичајено у: Компоненте са једним диском као што су импелери, ременице
- Исправка: Често се може исправити балансирање или поновна монтажа
2. Динамички ексцентрицитет (угаони помак)
- Description: Средишња линија ротора под углом у односу на осу ротације
- Геометрија: Трзање варира дуж дужине ротора
- Ефекат: Ствара неравнотежу пара и променљиво трзање
- Уобичајено у: Дуги ротори са више фаза монтаже
- Исправка: Захтева поновно поравнање или специјализовано балансирање
3. Сложени ексцентрицитет
- Комбинација паралелног и угаоног померања
- Најчешће стање у стварном свету
- Сложени образац трзања
- Потребна је пажљива анализа како би се разликовао од других проблема
Уобичајени узроци
Производне толеранције
- Износ отвора: Отвор лежаја није концентричан са спољашњим пречником
- Одступање вратила: Нетачности обраде у цевима вратила
- Слагање: Вишеструке компоненте састављене са акумулацијом толеранције
- Варијације кастинга: Померање језгра у одливацима ствара варијације дебљине зида
Грешке при склапању
- Монтажа ван центра: Компонента импелера или ротора није центрирана на вратилу
- Напета инсталација: Компонента нагнута током пресовања
- Проблеми са кључем/жлебом за кључ: Уградња превеликог жлеба за кључ или ексцентричног кључа
- Проблеми са термичким прилагођавањем: Склоп са скупљањем или проширивањем ствара помак
Оперативни узроци
- Хабање лежајева: Прекомерно одобрење омогућава да се вратило креће ван центра
- Савијање вратила: Трајни или термички лук који ствара ефикасну ексцентричност
- Пластична деформација: Преоптерећење које узрокује трајно изобличење вратила или компоненте
- Лабавост: Компонента се олабавила и померила положај
Ефекти и симптоми
Симптоми вибрација
- 1× Синхрона вибрација: Примарни симптом, изгледа идентично дисбалансу масе
- Високо Трчање: Мерљиво радијално одступање чак и при малим брзинама котрљања
- Константна фаза: За разлику од неких других кварова, фаза је обично стабилна
- Одзив на квадрат брзине: Вибрација се повећава са брзином² као и неравнотежа
Електрични ефекти (електрични мотори/генератори)
- Варијација ваздушног зазора: Ексцентрични ротор ствара неуједначен ваздушни зазор
- Магнетни неуравнотежени потез (UMP): Асиметричне магнетне силе
- Тренутне флуктуације: Различита отпорност утиче на струју
- Прегревање: Локализовано загревање са минималним ваздушним зазором
- Електромагнетна бука: 2× вибрације и бука линијске фреквенције
Механичко напрезање
- Повећано оптерећење лежајева услед сила неравнотеже
- Циклично напрезање савијања у вратилу
- Смањени размаци на местима са минималним размаком
- Потенцијал за трљање при малим размацима
Дијагноза и диференцијација
Ексцентричност наспрам неравнотеже масе
| Карактеристика | Неуравнотеженост масе | Ексцентричност | 
|---|---|---|
| Фреквенција вибрација | 1× брзина трчања | 1× брзина трчања | 
| Споро котрљање | Минимално | Високо (пропорционално ексцентричности) | 
| Одговор на балансирање | Смањене вибрације | Ограничено побољшање (додаје неравнотежу масе ради компензације) | 
| Електрични ефекти | Ниједан | Варијација ваздушног зазора, UMP (у моторима/генераторима) | 
| Исправка | Додајте тегове за балансирање | Поново монтирајте компоненту, замените је ако је производни дефект | 
Дијагностички тестови
Мерење одступања
- Измерите радијално одступање помоћу индикатора сатчаника или сонде за близину
- Полако окрећите вратило (< 100 обртаја у минути)
- Велико одступање (типично > 0,05 мм или 2 мила) указује на ексцентричност или савијено вратило
- Присуство одступања чак и када се не ротира потврђује геометријски проблем
Тест балансирања одговора
- Покушај балансирања са пробни тегови
- Ексцентричност ограничава достижан квалитет равнотеже
- Може постићи прихватљиве вибрације, али су потребни високи корекциони тегови
- Тегови “јуре” геометријски помак уместо да исправљају расподелу масе
Методе корекције
Механичка корекција
- Поново монтирајте компоненту: Уклоните и поново поставите са бољом концентричношћу
- Машинске површине: Поново пробушите лежишта лежаја или поново обрадите вратило да бисте побољшали избацивање
- Замени компоненту: У случају производне грешке, замена може бити једина опција
- Подешавање подлошке: За склопљене компоненте, подесите положај
Балансирање компензације
- Додајте тегове за балансирање да бисте створили супротстављање неравнотежи
- Смањује вибрације, али не решава геометријски проблем
- Прихватљиво ако је ексцентричност унутар толеранције и вибрације смањене на одговарајући начин
- Документована ограничења за прецизне примене
За електромоторe/генераторе
- Померите ротор да бисте смањили варијације ваздушног зазора
- У тешким случајевима, потребно је поновно бушење статора или његова замена.
- Електромагнетна компензација је понекад могућа уз напредне контроле
Ексцентричност ротора је геометријска несавршеност која ствара динамичке последице сличне неуравнотежености масе, али са различитим дијагностичким карактеристикама. Препознавање ексцентричности путем мерења одступања и разумевање њених ограничења у балансирању омогућава одговарајуће корективне мере - механичку корекцију када је то изводљиво или прихватање са компензацијом равнотеже када је геометријска модификација непрактична.
 
									 
									 
									 
									 
									