Rotor-Yatak Sistemini Anlamak
Tanım: Rotor-Yatak Sistemi Nedir?
A rotor-yatak sistemi dönen bir üniteden oluşan komple entegre mekanik bir montajdır rotor (bağlı bileşenlere sahip şaft), hareketini kısıtlayan ve yükleri taşıyan destek yatakları ve yatakları zemine bağlayan sabit destek yapısı (yatak yuvaları, kaideler, çerçeve ve temel). Bu sistem, entegre bir bütün olarak analiz edilir. rotor dinamikleri Çünkü her bir bileşenin dinamik davranışı diğerlerini etkiler.
Rotoru izole bir şekilde analiz etmek yerine, uygun rotor dinamik analizi, rotor-yatak sistemini, rotor özelliklerinin (kütle, sertlik, sönümleme), yatak özelliklerinin (sertlik, sönümleme, boşluklar) ve destek yapısı özelliklerinin (esneklik, sönümleme) tümünün etkileşime girerek rotoru belirleyen bağlı bir mekanik sistem olarak ele alır. kritik hızlar, titreşim tepki ve istikrar.
Rotor-Yatak Sisteminin Bileşenleri
1. Rotor Tertibatı
Dönen bileşenler şunları içerir:
- Şaft: Sertlik sağlayan ana döner eleman
- Diskler ve Tekerlekler: Pervaneler, türbin çarkları, kaplinler, kütle ve atalet ekleyen kasnaklar
- Dağıtılmış Kütle: Tambur tipi rotorlar veya şaft kütlesinin kendisi
- Kaplinler: Rotorun sürücüye veya tahrik edilen ekipmana bağlanması
Rotor özellikleri:
- Eksen boyunca kütle dağılımı
- Mil eğilme sertliği (çap, uzunluk, malzemeye bağlı olarak)
- Polar ve diametral atalet momentleri (jiroskopik etkileri etkiler)
- İç sönümleme (genellikle küçük)
2. Rulmanlar
Rotoru destekleyen ve dönmeye izin veren arayüz elemanları:
Rulman Tipleri
- Yuvarlanan Elemanlı Rulmanlar: Bilyalı rulmanlar, makaralı rulmanlar
- Akışkan Film Yatakları: Dergi yatakları, eğik yatak yatakları, baskı yatakları
- Manyetik Yataklar: Aktif elektromanyetik süspansiyon
Rulman Özellikleri
- Sertlik: Yük altında sapmaya karşı direnç (N/m veya lbf/in)
- Sönümleme: Yataktaki enerji dağılımı (N·s/m)
- Yığın: Hareketli yatak bileşenleri (genellikle küçük)
- Gümrüklemeler: Sertliği ve doğrusal olmayanlığı etkileyen radyal ve eksenel oyun
- Hız Bağımlılığı: Akışkan film yatak özellikleri hızla önemli ölçüde değişir
3. Destek Yapısı
Sabit temel elemanları:
- Rulman Yatakları: Yatakları çevreleyen yakın yapı
- Kaideler: Dikey destekler yükseltici yataklar
- Taban Plakası/Çerçeve: Kaideleri birbirine bağlayan yatay yapı
- Temel: Yükleri zemine aktaran beton veya çelik yapı
- İzolasyon Elemanları: Titreşim izolasyonu kullanılıyorsa yaylar, pedler veya montajlar
Destek yapısı şunlara katkıda bulunur:
- Ek sertlik (rotor sertliğine eşit veya daha az olabilir)
- Malzeme özellikleri ve eklemler aracılığıyla sönümleme
- Genel sistem doğal frekanslarını etkileyen kütle
Sistem Düzeyinde Analiz Neden Önemlidir?
Çift Davranış
Her bileşen diğerlerini etkiler:
- Rotor sapması yataklarda kuvvetler oluşturur
- Yatak sapması rotor destek koşullarını değiştirir
- Destek yapısı esnekliği yatak hareketine izin verir, görünür yatak sertliğini etkiler
- Temel titreşimi rulmanlar aracılığıyla rotora geri besleme yapar
Sistem Doğal Frekansları
Doğal frekanslar, tek tek bileşenlerin değil, tüm sistemin özellikleridir:
- Yumuşak yataklar + sert rotor = daha düşük kritik hızlar
- Sert yataklar + esnek rotor = daha yüksek kritik hızlar
- Esnek temel, sert yataklarla bile kritik hızları düşürebilir
- Sistemin doğal frekansı ≠ yalnızca rotorun doğal frekansı
Analiz Yöntemleri
Basitleştirilmiş Modeller
Ön analiz için:
- Basit Destekli Kiriş: Sert destekli kirişli rotor (yatak ve temel esnekliğini göz ardı eder)
- Jeffcott Rotoru: Yay destekli esnek şaft üzerindeki yoğunlaştırılmış kütle (yatak sertliğini içerir)
- Transfer Matrisi Yöntemi: Çok diskli rotorlar için klasik yaklaşım
Gelişmiş Modeller
Gerçek makinelerin doğru analizi için:
- Sonlu Elemanlar Analizi (FEA): Yataklar için yay elemanlı rotorun ayrıntılı modeli
- Rulman Modelleri: Doğrusal olmayan yatak sertliği ve sönümlemesi - hız, yük ve sıcaklık
- Temel Esnekliği: FEA veya destek yapısının modal modeli
- Çiftli Analiz: Tüm etkileşimli efektleri içeren tam sistem
Ana Sistem Parametreleri
Sertlik Katkıları
Toplam sistem rijitliği seri kombinasyondur:
- 1/ktoplam = 1/krotor + 1/kyatak + 1/ktemel
- En yumuşak eleman genel sertliğe hakimdir
- Yaygın durum: Temel esnekliği, sistem sertliğini yalnızca rotor sertliğinin altına düşürür
Sönümleme Katkıları
- Yatak Sönümlemesi: Genellikle baskın kaynak (özellikle akışkan film yatakları)
- Temel Sönümlemesi: Desteklerde yapısal ve malzeme sönümlemesi
- Rotor İç Sönümlemesi: Tipik olarak çok küçük, genellikle ihmal edilir
- Toplam Sönümleme: Paralel sönümleme elemanlarının toplamı
Pratik Sonuçlar
Makine Tasarımı İçin
- Rotoru yataklardan ve temel parçalarından izole bir şekilde tasarlamak mümkün değildir
- Rulman seçimi, elde edilebilecek kritik hızları etkiler
- Temel sertliği rotor desteği için yeterli olmalıdır
- Sistem optimizasyonu tüm unsurların aynı anda dikkate alınmasını gerektirir
Dengeleme İçin
- Etki katsayıları tam sistem yanıtını temsil eder
- Saha dengeleme kurulu sistem özelliklerini otomatik olarak hesaba katar
- Farklı yatak/destek üzerindeki mağaza dengelemesi, kurulu duruma mükemmel şekilde aktarılamayabilir
- Sistem değişiklikleri (yatak aşınması, temel çökmesi) denge tepkisini değiştirir
Sorun Giderme İçin
- Titreşim sorunları rotor, yataklar veya temelden kaynaklanabilir
- Sorunları teşhis ederken sistemin tamamını göz önünde bulundurmalısınız
- Bir bileşendeki değişiklikler genel davranışı etkiler
- Örnek: Temelin bozulması kritik hızları düşürebilir
Ortak Sistem Yapılandırmaları
Basit Yataklar Arası Yapılandırma
- Rotor, uçlarında iki yatakla desteklenir
- En yaygın endüstriyel yapılandırma
- Analiz için en basit sistem
- Standart iki düzlemli dengeleme yaklaşmak
Üstten Askılı Rotor Yapılandırması
- Rotor uzar yatak desteğinin ötesinde
- Moment kolundan daha yüksek yatak yükleri
- Dengesizliğe karşı daha hassas
- Fanlarda, pompalarda ve bazı motorlarda yaygındır
Çoklu Yatak Sistemleri
- Tek rotoru destekleyen üç veya daha fazla yatak
- Daha karmaşık yük dağılımı
- Yataklar arasındaki hizalama kritik öneme sahiptir
- Büyük türbinlerde, jeneratörlerde, kağıt makinesi rulolarında yaygındır
Birleştirilmiş Çok Rotorlu Sistemler
- Kaplinlerle birbirine bağlanan çoklu rotorlar (motor-pompa setleri, türbin-jeneratör setleri)
- Her rotorun kendine ait yatakları vardır ancak sistemler dinamik olarak birleştirilmiştir
- Analiz için en karmaşık yapılandırma
- Hizalama bozukluğu birleşme sırasında etkileşim kuvvetleri oluşur
Döner makinelerin izole bileşenler yerine entegre rotor-yatak sistemleri olarak anlaşılması, etkili tasarım, analiz ve sorun giderme için temel öneme sahiptir. Sistem düzeyindeki bakış açısı, birçok titreşim olgusunu açıklar ve güvenilir, verimli bir çalışma için uygun düzeltici eylemlere rehberlik eder.
EN 
AR 
AZ 
BG 
ZH 
HR 
CS 
DA 
NL 
ET 
FI 
FR 
DE 
KA 
EL 
HE 
HI 
HU 
ID 
IT 
JA 
KO 
LV 
LT 
MS 
NB 
FA 
PL 
PT_BR 
PT 
RO 
SR 
SK 
SL 
ES 
SV 
TH 
TR 
UR 
UK 
VI 