Розуміння гнучкого ротора

Визначення: Що таке гнучкий ротор?

A гнучкий ротор це ротор, який деформується або згинається під дією відцентрових сил під час роботи на своїй швидкості або поблизу неї. критичні швидкостіНа відміну від жорсткий ротор, який можна збалансувати на низькій швидкості та залишатиметься збалансованим у всьому робочому діапазоні швидкостей, розподіл дисбалансу гнучкого ротора змінюється зі зміною його форми зі швидкістю. Це означає, що балансування гнучкого ротора є значно складнішим процесом.

Як загальне правило, ротор вважається гнучким, якщо його максимальна робоча швидкість 70% або більше його першої критичної швидкості згину.

Чому гнучкі ротори поводяться по-різному?

Ключем до розуміння гнучкого ротора є концепція критичні швидкості і форми режиму.

• Критична швидкість: Це швидкість обертання, яка відповідає одній з власних частот ротора. При цій швидкості ротор зазнає резонансу, і будь-який невеликий дисбаланс значно посилюється, що призводить до вигину ротора.
• Форма режиму: Це характерна форма, яку ротор набуває при проходженні певної критичної швидкості. Перша критична швидкість має форму простої напівсинусоїди, друга — повної синусоїди (з вузлом посередині) тощо.

Коли гнучкий ротор обертається, розташування «важкої точки» (центру мас) зміщується через цей вигин. Дисбаланс, який існує на низькій швидкості, може знаходитися в зовсім іншому ефективному місці на високій швидкості. Тому простого двоплощинного балансування, виконаного на низькій швидкості, буде недостатньо для забезпечення плавної роботи на робочій швидкості або під час переходу через критичні швидкості.

Балансування гнучких роторів

Балансування гнучких роторів – це спеціалізоване завдання, яке вимагає передових методів та обладнання, як зазначено в таких стандартах, як ISO 21940-12Мета полягає не лише в балансуванні ротора для однієї швидкості, а й у забезпеченні його плавної роботи в усьому робочому діапазоні, включаючи проходження критичних швидкостей.

Поширені методи включають:

• Балансування мод: Це потужний метод, де кожен режим вигину розглядається як окрема проблема дисбалансу. Коригувальні вантажі стратегічно розміщуються в кількох площинах вздовж ротора, щоб цілеспрямовано протидіяти силам, що генеруються кожною формою режиму. Наприклад, для корекції першого режиму вантажі розміщуються в центрі ротора, де вигин найбільший. Для корекції другого режиму вантажі розміщуються по обидва боки центрального вузла.
• Метод коефіцієнта впливу (багатошвидкісний, багатоплощинний): Це включає роботу ротора на кількох різних швидкостях (включаючи швидкості поблизу критичних) та використання пробних ваг у кількох площинах корекції. Дані використовуються для побудови складної матриці коефіцієнтів впливу, яка описує реакцію ротора. Потім комп'ютер розв'язує цю матрицю, щоб визначити оптимальний набір коригувальних ваг для кількох площин одночасно.

Цей процес зазвичай вимагає високошвидкісного балансувального верстата, який може безпечно керувати ротором на критичних швидкостях, та складного програмного забезпечення для виконання необхідних розрахунків.

Приклади гнучких роторів

Гнучкі ротори поширені у високопродуктивних машинах, зокрема:

• Великі паро- та газотурбінні генератори
• Високошвидкісні турбокомпресори
• Довгі, тонкі вали та ролики в папероробних машинах
• Шпинделі високошвидкісних верстатів

← Назад до головного індексу