ISO 21940-12: Egiluvchan xulq-atvorli rotorlar uchun tartiblar va tolerantliklar
ISO 21940-12 muvozanatlashning murakkab masalasini hal etuvchi xalqaro standart hisoblanadi egiluvchan rotorlar — shakli va muvozanatsizlik taqsimoti tezlik oshishi bilan sezilarli darajada o'zgaradigan, ayniqsa egilish rezonans chastotalariga yaqinlashib o'tishda kritik aylanish tezliklarini. Uning to'liq nomi “Mexanik tebranish — Rotorni muvozanatlash — 12-qism: Egiluvchan xulq-atvorli rotorlar uchun tartiblar va tolerantliklar.” Unlike a rigid rotor, past tezlikda bir marta muvozanatlash mumkin bo'lgan va muvozanatni saqlab qolishiga ishonch hosil qilish mumkin bo'lgan rotorlardan farqli o'laroq, tinch holatda muvozanatlangan egiluvchan rotor ish tezligida kuchli tebranishi mumkin. Ushbu standart bu rotorlar talab qiladigan ko'p tezlikli, ko'p tekislikli ixtisoslashgan tartiblarni taqdim etadi va u ISO 21940-11, bu qattiq rotorlarni tartibga soladi.
1. Qo'llanilish doirasi va rotorlarni tasniflash
Standart tezlik bilan muvozanatsizlik taqsimoti va/yoki egilgan shakli o'zgaradigan har qanday rotorga tatbiq etiladi. ISO 21940-12 ishni odatiy rotor konfiguratsiyalari egiluvchan xulq-atvor va har biriga mos muvozanatlash tartiblari asosida belgilaydi, raqamli sinf tizimi emas. Quyidagi keng keltirilgan besh toifali sxema aslida hozir bekor qilingan ISO 11342:1998 standartidan kelib chiqadi va ish murakkabligini baholash uchun foydali qo'llanma bo'lib qolmoqda; rotorlar deyarli qattiqdan yuqori egiluvchangacha bo'lgan diapazonda joylashadi:
- 1-sinf — Qattiq rotorlar: butun tezlik diapasonida qattiq xulq-atvor namoyon etadi va ISO 21940-11 bo'yicha ko'rib chiqiladi.
- 2-sinf — Kvazi-qattiq rotorlar: past tezlikda muvozanatlash mumkin, ammo trim balance ish tezligida qoldiq egilishni bartaraf etish uchun qo'shimcha muvozanatlash talab qilinishi mumkin.
- 3-sinf — Bir necha tezlikda muvozanatlash talab qiladigan rotorlar: odatda bir yoki bir necha kritik tezliklardan o'tadi, ko'pincha ta'sir koeffitsienti method.
- 4 va 5-sinf — Yuqori egiluvchan rotorlar: masalan, yirik turbina-generator vallari, ular bir nechta egilish rejimlarini qo'zg'atadi va ilg'or usullarni talab qiladi modal muvozanatlash har bir rejimni tuzatish uchun.
Rotorni to'g'ri sinfga joylashtirish tahlilchiga ish qanchalik murakkab bo'lishini va qaysi tartibdan foydalanish kerakligini oldindan aytib beradi.
2. Balanslashtirish tartiblari: Ikki asosiy usul
Ushbu bob standartning texnik yadrosi hisoblanadi. Uning asosiy xabari shundan iboratki, past tezlikda balanslash egiluvchan rotor uchun yetarli emas va valning egilishini hisobga oluvchi yuqori tezlikdagi ishlar bilan to'ldirilishi kerak. ISO 21940-12 bu ishni balanslashtirish tartiblari oilasi sifatida tashkil etadi — past tezlikdagi tartiblar (A dan F gacha belgilangan, masalan, bir tekislikda, ikki tekislikda va yig'ish jarayonida bosqichma-bosqich balanslashtirish) va yuqori tezlikdagi tartiblar (G dan I gacha, bir yoki bir nechta yuqori tezliklarda amalga oshiriladi). Yuqori tezlikdagi tartiblar ikki asosiy texnikaga asoslanadi:
Ta'sir koeffitsientlari usuli
Bu ko'p qo'llaniladigan, keng tarqalgan texnika ma'lum bir trial weight ni bir vaqtning o'zida bitta tuzatish tekisligiga joylashtiradi va natijadagi vibration javobini — ham amplituda va faza — bir nechta o'lchash nuqtalarida va bir nechta tezliklarda qayd etadi. Buni har bir tekislik uchun takrorlash ta'sir koeffitsientlari matritsasini hosil qiladi, bu matritsa istalgan tekislikdagi disbalansi istalgan nuqta va tezlikdagi tebranishga qanday ta'sir qilishini matematik tarzda tavsiflaydi. Kompyuter keyin o'sha matritsani inversiyalaydi va butun ish diapazoni bo'ylab tebranishni bir vaqtning o'zida minimallashtiruvchi tuzatish ogirliklari massalari va burchaklarini aniqlaydi. Xuddi shu matematik bir tekislikdagi ishning asosini tashkil etadi; siz uni Ta'sir Koeffitsienti Kalkulyatori.
Modal Balanslashtirish
Modal balanslashtirish — bu fizik jihatdan ko'proq intuitiv yondashuv: u har bir egilish mode ni rotorning alohida disbalans muammosi sifatida ko'rib chiqadi. Rotor tanlangan kritik tezlikda yoki unga yaqin ishlashga qo'yiladi, bu esa mos rejim shaklini maksimal darajada qo'zg'atadi; tebranish o'lchovlari keyin o'sha rejim uchun samarali "og'ir nuqta"ni aniqlaydi, tuzatish ogirliqlari esa uni bartaraf etish uchun maksimal defleksiya nuqtalariga — anti-tugunlarga — joylashtiriladi. Jarayon ish diapazoni doirasidagi har bir muhim egilish rejimi uchun rejimdan-rejimga takrorlanib, rotorni bir vaqtda bir rejimda balanslashtiradi. Ikkala usul raqib emas; yirik mashinalar ko'pincha tekisliklarni tanlash uchun modal tushunchadan va ogirliqlarni aniqlashtirishda ta'sir koeffitsientlaridan foydalanadigan gibrid usul bilan balanslanadi.
3. Balanslashtirish toleranslarini belgilash
The simple G-grade qattiq rotorlar uchun yaxshi ishlagan tolerans egiluvchan rotorlar uchun odatda yetarli emas, chunki bitta eksantrisitet ko'rsatkichi tezlikka bog'liq egilishni aks ettira olmaydi. Shuning uchun ISO 21940-12 keng tolerans mezonlarini joriy etadi, ular quyidagilarga asoslanishi mumkin:
- Limits on the qoldiq modal disbalans har bir muhim egilish rejimi uchun.
- Limits on the val tebranishining mutlaq amplitudalari belgilangan joylarda va tezliklarda, ayniqsa ish tezligida.
- Limits on the podshipniklarga uzatiladigan kuchlar.
Bu tebranish va kuchga asoslangan chegaralar qabul qilish mezonlarini foydalanish jarayonidagi og'irlik standartlariga, masalan, ISO 20816 seriyasiga bog'laydi, bitta qoldiq nomutanosiblik qiymatiga emas.
4. Yakuniy balanslashtirish holatini tekshirish
Egiluvchan rotorni qabul qilish qattiq rotordan tubdan farq qiladi. Qattiq rotor bitta tezlikda tekshiriladi; egiluvchan rotor esa o'zining entire ish diapazoni bo'ylab balansda ekanligini tasdiqlashi kerak. Yakuniy tuzatishlardan so'ng rotor run-updan o'tkaziladi va tebranish podshipniklar hamda maksimal egilish nuqtalari kabi asosiy joylarda uzluksiz kuzatib boriladi. Rotor faqat o'lchangan tebranish barcha tezliklarda — ayniqsa har bir kritik tezlikdan o'tishda va maksimal doimiy ish tezligida turishda — oldindan belgilangan chegaralardan past bo'lsa qabul qilinadi. Ushbu to'liq tekshiruv rotorning dinamik xulq-atvori to'liq nazorat ostiga olinganligini tasdiqlaydi.
5. Sahadagi o'lchovlar va amaliy vositalar
Egiluvchan rotorlar bilan ishlashning ko'p qismi yuqori tezlikdagi balanslashtirish stendlarida amalga oshirilsa-da, amplituda va fazani o'lchash ko'nikmalari field balancing hamda mashina o'rnatilgandan so'ng sozlash (trim) balanslashtirish uchun ham qo'llaniladi. Masalan, Balanset-1A kabi ko'chma ikki kanalli analizator mashinaning o'z podshipniklarida 1× amplituda va fazani qayd etadi, ta'sir koeffitsientlarini hisoblaydi va muhandisga demontaj qilmasdan ish tezligida sozlash tuzatishini qo'llash va tekshirishga imkon beradi — bu, do'konda balanslanishdan o'tib, ammo xizmatda biroz egiluvchanlik ko'rsatadigan 2-sinf kvazi-qattiq rotorlar uchun tez-tez zarur bo'ladigan amaliyotdir. O'rnatilgan o'rta va yirik mashinalar uchun ISO 21940-13 ning maxsus in-situ tartiblari va himoya choralari ushbu qism bilan birga qo'llaniladi.
6. Eslab qolish kerak bo'lgan asosiy tushunchalar
- Egiluvchan va qattiq xulq-atvor: rotor uning ish tezligi birinchi egilish kritik tezligining sezilarli ulushiga — odatda 70% dan yuqorisiga — yetganda egiluvchan hisoblanadi tabiiy chastotasi. U tezroq aylanishi bilan markazdan qochma kuchlar uni egiltirib, nomutanosibligini o'zgartiradi.
- Kritik tezliklar va shakl modlari: rotorning kritik tezliklarini va u har bir tezlikda qanday egilish shakllariga kirishi muhimdir; har bir mod alohida balanslashtirish masalasidir.
- Ko'p tekislikli, ko'p tezlikli: bir nechta tezliklardagi o'lchovlarga asoslangan bir nechta tekisliklardagi tuzatishlar istisnoga emas, qoidaga aylanadi.
- Modal balanslashtirish: har bir egilish modining nomutanosibligini uning antinode nuqtalarida maqsadli ravishda zaryadlar bilan muvozanatlashga asoslangan kuchli strategiya.
