Förstå den styva rotorn

1. Definition: Vad är en stel rotor?

A Stel rotor är en rotor som inte böjer sig, flexar eller ändrar form avsevärt under påverkan av sin egen obalans krafter vid dess driftvarvtal. För balanseringsändamål anses en rotor vara stel om den arbetar med ett varvtal som är mindre än 70-75% av dess första kritisk hastighet.

Den viktigaste principen för balansering av stela rotorer är att obalansfördelningen längs rotorns längd inte förändras när rotorns hastighet ändras. Detta innebär att ett balanstillstånd som uppnås vid låg hastighet på en balanseringsmaskin fortfarande kommer att vara giltigt och effektivt när rotorn drivs med sitt mycket högre driftvarvtal.

Den stora majoriteten av vanliga industriella rotorer, såsom elmotorarmaturer, fläktar, pumpar och remskivor, behandlas som styva rotorer.

2. Stel vs. Flexibel rotor

Skillnaden mellan styva och flexibla rotorer är ett av de viktigaste koncepten inom rotorbalansering:

Stel rotor

• Driftshastighet: Långt under dess första kritiska hastighet (vanligtvis < 75%).
• Beteende: Böjer sig eller flexar inte på grund av centrifugalkrafter. Dess obalansegenskaper är oberoende av hastighet.
• Balanseringsprocedur: Kan balanseras med en enda, bekväm låg hastighet. En standard tvåplansbalansering är tillräcklig för att korrigera eventuella dynamisk obalansDen internationella standarden för balansering av stela rotorer är ISO 21940-11.

Flexibel rotor

• Driftshastighet: Närmar sig, passerar genom eller arbetar långt över en eller flera av sina kritiska hastigheter.
• Beteende: Böjer och böjer sig när den passerar kritiska hastigheter. Obalanskrafterna gör att rotorn ändrar form (avböjer), och platsen för den "tunga punkten" kan verka förskjuten.
• Balanseringsprocedur: Mycket mer komplext. Kräver balansering i flera plan (ofta mer än två plan) och måste utföras vid eller nära driftvarvtalet för att ta hänsyn till rotorns böjning. Specialiserade tekniker krävs.

3. Vikten av det "rigida" antagandet

Antagandet att en rotor beter sig stelt är det som möjliggör praktisk, ekonomisk och säker balansering på industriella balanseringsmaskiner. Dessa maskiner roterar vanligtvis rotorer med relativt låga hastigheter (några hundra varv/min) för säkerhet och mekanisk enkelhet.

Om en rotor är riktigt stel, obalans mätt vid 400 varv/min på balanseringsmaskinen kommer att vara samma obalans som orsakar vibrationer vid 3600 varv/min ute i fält. Genom att korrigera den vid låg hastighet löses problemet för hög hastighet. Om rotorn faktiskt vore flexibel skulle en låghastighetsbalans vara ineffektiv, eftersom rotorn skulle böjas och uppvisa ett helt annat obalanstillstånd vid sin högre driftshastighet.

4. När anses en rotor vara stel?

Beslutet att behandla en rotor som stel baseras på dess geometri och driftshastighet:

• Korta, knubbiga rotorer: Rotorer som har en stor diameter i förhållande till sin längd (som en slipskiva eller en skivbroms) är nästan alltid styva.
• Långa, smala rotorer: Rotorer som är långa och tunna (som en drivaxel eller en flerstegskompressorrotor) är mer benägna att vara flexibla, särskilt om de arbetar med höga hastigheter.

I slutändan är det definitiva testet förhållandet mellan driftshastigheten och den första kritiska hastigheten. Om detta förhållande är lågt är en rigid rotorbalanseringsmetod lämplig och kommer att vara framgångsrik.

← Tillbaka till huvudmenyn