Rotorni balanslash

ROTOR TURLARI

Rotorning asosiy massasi (M) holatiga qarab u quyidagicha bo'lishi mumkin: agar massaning muhim qismi tayanchlar orasida joylashgan bo'lsa, oporalararo (1-rasm, a); agar u chetki tayanchlardan birining narida joylashgan bo'lsa, konsolli (1-rasm, b); agar massaning muhim qismi ikkala chetki tayanchdan narida joylashgan bo'lsa, ikkita konsolli (1-rasm, v). Asosiy massaning aralash joylashuvi ham mumkin (1-rasm, g). 1-rasmda m - rotorning qolgan qismining chiziqli massasini; A, B - tayanchlarni; l - tayanchlar orasidagi masofani; 1 va 2 - korreksiya (tuzatish) tekisliklarini;  a_i - korreksiya tekisliklaridan tayanchlargacha bo'lgan masofalarni anglatadi.

Aylanish paytida massalarning nisbiy joylashuvi o'zgaradigan va kamida bitta egiluvchan yoki elastik mahkamlagan elementga ega bo'lgan rotor, o'zgaruvchan geometriyali rotor deyiladi.

Agar rotor, birinchi kritik chastotadan past aylanish chastotasida ikkita ixtiyoriy korreksiya tekisligida balanslanganda, qoldiq disbalans qiymatlari eng yuqori ekspluatatsion chastotagacha bo'lgan chastotalarda ruxsat etilgan qiymatlardan oshmasa, bunday rotor qattiq rotor deyiladi. Qattiq rotorning birinchi kritik chastotasi uning ekspluatatsion aylanish chastotasidan ancha yuqori.

Shunga ko'ra, egiluvchan rotor - bu birinchi kritik chastotadan past aylanish chastotasida ikkita ixtiyoriy korreksiya tekisligida balanslangandan so'ng, qoldiq disbalans qiymatlari eng yuqori ekspluatatsion chastotagacha bo'lgan boshqa aylanish chastotalarida ruxsat etilgan qiymatlardan oshishi mumkin bo'lgan rotordir.

Kitob materiallari asosida: 

Gusarov A.A. Mashina rotorlarini balanslash. M.: Nauka, 2004

DISBALANSNI KORREKSIYA QILISHNING ASOSIY USULLARI

Disbalansni korreksiya qilish massa qo'shish/olish tashlash yoki rotor o'qini siljitish (massani markazlashtirish) orqali amalga oshiriladi. Tanlangan korreksiya usuli bu mahsulot uchun mumkin bo'lgan maksimal disbalansni bartaraf etish uchun etarli material qo'shish/olish tashlash uchun bo'sh joy mavjudligini kafolatlaydi. Ideal korreksiya usuli eng kichik boshlang'ich disbalansni topishni nazarda tutadi. Biroq, buni ko'pincha erishish qiyin.

Disbalansni kamaytirishning odatiy usullari mashinani diqqat bilan sozlash bilan bir ishga tushirishda disbalans miqdorini 10/1 nisbatda kamaytirishga imkon beradi.

Massa qo'shish orqali korreksiya, ayniqsa to'liq avtomatik mashinalarda, bir ishga tushirishda 20/1 nisbatga erishishi mumkin. Agar bir ishga tushirishda etarli disbalans darajasiga erishib bo'lmasa, keyingi ishga tushirish amalga oshiriladi va h.k.

MASSA QO'SHISH ORQALI KORREKSIYA

• Ikkilik epoksi birikmasini qo'shish. Ushbu usulning kamchiliqi shundaki, kompozitsiyani uning og'irlik markazi aniq kerakli joyda bo'ladigan qilib joylashtirish qiyin.
• Standart og'irliklarni qo'shish. Ushbu usul tezkor, ammo uning qo'llanilishi og'irliklarning massalar qadami etarlicha katta bo'lgani uchun cheklanadi va shuning uchun etarli aniqlikka erishib bo'lmaydi.
• Payvandlash usuli bilan og'irlik qo'shish, ya'ni eritilgan metalni rotor sirtiga kerakli joyda qo'llash. Bunda rotorning harorat deformatsiyasidan va shikastlanishidan saqlanish choralari ko'rilishi kerak.

MASSA OLISH TASHLASH ORQALI KORREKSIYA

• Burg'ulash. Material rotordan ma'lum chuqurlikka burg'ulash orqali olib tashlanadi. Bu disbalansni korreksiya qilishning eng samarali usuli hisoblanadi.
• Frezalash. Material ma'lum chuqurlik va uzunlikka frezalash orqali olib tashlanadi. Etarlicha katta massalarni olib tashlash zarur bo'lganda qo'llaniladi.
• Silliqlash. Material silliqlash gildiragi orqali olib tashlanadi. Ushbu usul juda kam qo'llaniladi.

DISBALANS BIRLIKLARI

Disbalans gramm-millimetrlarda o'lchanadi. Bu massa, aylanish o'qidan ushbu massagacha bo'lgan masofaga ko'paytmasiga teng, yoki boshqacha qilib aytganda, ushbu massaning radiusi. Masalan, 100 gxmm disbalans, rotorning bir tomoni 10 millimetr masofada 10 gramm yoki 5 millimetr masofada 20 gramm ortiqcha massaga ekvivalent ekanligini anglatadi. Quyidagi rasmda 100 gxmm disbalansga ega rotor (yon ko'rinishi) tasvirlangan.

Xuddi shu massa aylanish o'qigacha bo'lgan masofasiga qarab har xil disbalans yuzaga keltiradi. Disbalansni aniqlashda oddiygina massani uning aylanish o'qigacha bo'lgan masofasiga, yoki boshqacha qilib aytganda, ushbu massaning radiusiga ko'paytiradilar. Xuddi shu massa har qanday aylanish tezligida bir xil disbalans yuzaga keltirsa-da, turli aylanuvchi jismlar uchun ruxsat etilgan qoldiq disbalans har xil bo'ladi.

Qoida tariqasida, rotorning aylanish tezligi qanchalik yuqori bo'lsa, shunchalik kichik qoldiq disbalans ruxsat etiladi va aksincha. Disbalans bo'lmaganda, tebranish yuzaga keltiradigan markazdan qochirma kuchi paydo bo'lmaydi. Ma'lum miqdordagi qoldiq disbalans har doim mavjud bo'lib, buni, masalan, mexanik qayta ishlashdagi ruxsat etilgan chegaralar maydoni kabi, qabul qilish kerak.

NEUCHUN BALANSLASH KERAK?

Balanslanmagan rotor tebranish yuzaga keltiradi, bu uning tayanchlariga uzatiladi. Yaxshi balanslangan rotor bu:

• Yakuniy mahsulot sifati yaxshilanishi.
• Tebranish va shovqin kamayishi.
• Uzilma yoki mexanizm tuzilishidagi kuchlanish minimal.
• Uzilma yoki agregatdagi quvvat yo'qotishlari minimal.
• Mashina xizmat muddatining uzayishi.

Uzilma yoki agregatning aylanuvchi qismlaridan faqat bittasining disbalansi butun mashinaning tebranishiga olib keladi. Bu sabab bo'lgan tebranish podshipnik uzilmalari, shpindellar va o'tkirish joylarining haddan tashqari eskirishiga olib kelishi mumkin. Tebranishlar rezonans hodisasini keltirib chiqarishi va mexanizmning butunlay buzilishiga sabab bo'lishi mumkin. Quvvatning tayanch tuzilishi tomonidan yutilishi tufayli ekspluatatsion ko'rsatkichlar yomonlashadi.

Haddan tashqari tebranishlar qo'shni mashinalarga uzatilishi va ularning aniqligi va to'g'ri ishlashiga jiddiy zarar etkazishi mumkin.

Disbalans va markazdan qochirma kuchi Markazdan qochirma kuchi aylanuvchi jismning to'liq massasiga ta'sir qiladi va ushbu jismning har bir zarrachasini aylanish o'qidan radial yo'nalishda chiqib ketishga intilishga majbur qiladi. Agar aylanuvchi jismning massasi uning o'qiga nisbatan bir xil taqsimlangan bo'lsa, qism balanslangan va tebranishsiz aylanadi.

Biroq, agar rotorning bir tomonida ortiqcha massa mavjud bo'lsa, bu og'ir tomonga ta'sir qiluvchi markazdan qochirma kuchi qarama-qarshi tomonda paydo bo'ladigan markazdan qochirma kuchidan oshib ketadi va butun rotorni og'ir tomonga tortadi. Quyidagi rasmda bir tomonida ortiqcha massaga ega rotor (yon ko'rinishi) ko'rsatilgan. Massa tomonidan yuzaga keltirilgan markazdan qochirma kuchi tufayli butun rotor o'q yo'nalishi bo'yicha siljishga intiladi.

Markazdan qochirma kuchi notekis massa taqsimotiga ega bo'lgan jismning aylanish tezligi kvadratiga proporsional ravishda oshadi, ya'ni disbalans rotorning og'irroq tomonining aylanishi sabab bo'lgan ortiqcha markazdan qochirma kuchi tufayli yuzaga keladi. Jism tinch holatda bo'lganda ortiqcha massa markazdan qochirma kuchini va shuning uchun tebranishni keltirib chiqarmaydi, ammo disbalans baribir mavjud va shuning uchun disbalans aylanish tezligiga bog'liq bo'lmagan miqdordir va u tinch jismda va aylanish paytida (aylanish paytidagi deformatsiya yo'qligida) bir xil bo'lib qoladi.

Shunga qaramay, markazdan qochirma kuchi aylanish tezligiga bog'liq. Tezlik qanchalik yuqori bo'lsa, disbalans sabab bo'lgan markazdan qochirma kuchi shunchalik katta va tebranish shunchalik kuchli bo'ladi. Markazdan qochirma kuchi kvadratik qonun bo'yicha oshadi, aylanish tezligi ikki marta oshganda markazdan qochirma kuchi to'rt marta oshadi va h.k. Shuning uchun aylanish tezligi qanchalik yuqori bo'lsa, balanslash shunchalik muhim ahamiyatga ega.

DISBALANS PAYDO BO'LISH SABABLARI

Rasmda rotorning bir tomonidagi ortiqcha massa disbalans yoki "og'ir joy" dir. Disbalans, shuningdek, massaning etishmasligidan (teshiklar, bo'shliqlar, chuqurchalar) paydo bo'lishi mumkin va bu joylar "engil joy" deb ataladi.

Disbalans quyidagilar sabab bo'lishi mumkin:

• Ishlab chiqarishdagi kamchiliklar, shu jumladan mexanik qayta ishlash va yig'ilishdagi nuqsonlar.
• Material tuzilishidagi o'zgarishlar (g'ovaklik, begona qo'shimchalar).
• Qismning nosimmetrik konstruksiyasi.
• Ish paytida har qanday qismlarning harakati natijasida paydo bo'ladigan assimetriya.

Simmetrik konstruksiya va to'g'ri yig'ilish ko'pincha balanslash bilan bog'liq muammolarni minimallashtirishi mumkin. Katta disbalans sezilarli korreksiyani talab qiladi. Balanslash zarurati rotor loyihalash bosqichida hisobga olinishi kerak.

DISBALANS TURLARI

Keyin Xalqaro Standartlashtirish Tashkiloti ta'rifiga ko'ra, to'rtta turli disbalans turi taqdim etiladi. To'rtta o'zaro bir-birini istisno qiluvchi holatlarning har biri uchun illüstratsiya keltiriladi.

STATIK DISBALANS

Statik disbalans asosiy inersiya o'qi aylanish o'qiga parallel siljiganda paydo bo'ladi.

Ushbu turdagi disbalans odatda turli xil pervanel va turbinlar kabi ingichka qismlarda paydo bo'ladi. Bunday disbalans aylanish o'qiga perpendikulyar tekislikda og'irlik markaziga qarama-qarshi qo'shimcha massa joylashtirish orqali tuzatilishi mumkin. Statik disbalans rotorni qat'iy gorizontal ravishda o'rnatilgan ikkiga pichoqqa qo'ysak, aniqlanishi mumkin. Bunda rotor "og'ir joy" eng past qismga tushguncha aylanadi, muvozanat holatiga erishadi.

Ushbu usulning qo'llanilishi past aniqlik tufayli juda cheklangan. Statik balanslash faqat past tezlikda (500 aylanish/min gacha) aylanadigan jismlar uchun etarli.

MOMENTLI DISBALANS

Asosiy inersiya o'qi aylanish o'qini og'irlik markazida kesib o'tadigan disbalans.

Ushbu turdagi disbalans ikkita disbalans manbai rotorning qarama-qarshi tomonlariga joylashtirilganda va ular orasidagi burchak 180° ni tashkil qilganda paydo bo'ladi. Bunday holda statik disbalansni aniqlash usulini qo'llash butunlay imkonsizdir. Ushbu turdagi disbalansga ega bo'lgan jismga ma'lum burchak tezligini berish kifoya, disbalans osongina aniqlanadi va o'lchanadi. Ushbu turdagi disbalans massani bitta joyda qo'shish yoki olib tashlash orqali tuzatilishi mumkin emas. Kamida ikkita shunday joy talab etiladi. Boshqacha qilib aytganda, momentli disbalans uni korreksiya qilish uchun boshqa juftlikni talab qiladi.

KVAZI-STATIK DISBALANS

Bu asosiy inersiya o'qi aylanish o'qini og'irlik markazidan boshqa nuqtada kesib o'tadigan disbalans.

Ushbu turdagi disbalans statik disbalans va momentli disbalansning kombinatsiyasidir, bu erda juftlikning bir komponentining burchak holati statik disbalansning burchak holati bilan mos keladi. Bu dinamik disbalansning alohida holatidir.

DINAMIK DISBALANS

Bu markaziy inersiya o'qi na parallel, na aylanish o'qi bilan kesishadigan disbalans.

Bu eng ko'p uchraydigan disbalans turi bo'lib, uni aylanish o'qiga perpendikulyar kamida ikkita tekislikda massa korreksiyasi orqali tuzatish mumkin. Dinamik disbalans - statik disbalans va momentli disbalansning kombinatsiyasidir, bu erda statik disbalansning juftlik disbalansiga nisbatan burchak holati na 0°, na 180° ga teng.