Вращающийся дисбаланс

Вращающийся дисбаланс - это неравномерное распределение массы вокруг оси вращения. Вращающаяся масса или ротор считается неуравновешенным, если его центр масс (ось инерции) не совмещен с центром вращения (геометрической осью). Неуравновешенность вызывает момент, который придает ротору колебательное движение, характерное для вибрации вращающихся структур.

Причины дисбаланса [ править ]

Искажение от стресса

Обычные производственные процессы могут вызвать нагрузку на металлические компоненты. Без снятия напряжения ротор будет деформироваться, чтобы приспособиться.

Тепловое искажение

Термическая деформация часто возникает, когда детали подвергаются повышенным температурам. Металлы могут расширяться при контакте с теплом, поэтому воздействие более высоких температур может привести к расширению либо всего механизма, либо только некоторых его частей, вызывая деформацию.

Наращивания и отложения

Вращающиеся детали, задействованные в транспортировке материалов, почти всегда накапливают налет. Более того, под воздействием масла эти детали могут очень легко деформироваться. Если не соблюдать регламент технического обслуживания или не проводить осмотр, масло может просочиться в детали, что приведет к дисбалансу. ^[1]

По дизайну

В некоторых случаях желательна вибрация, и ротор намеренно разбалансирован, чтобы служить вибратором . Примером этого является вибростенд самолета .

Эффекты дисбаланса [ править ]

• Вибрация
• Шум
• Уменьшение срока службы подшипников
• Небезопасные условия труда
• Уменьшенный срок службы машины
• Повышенное обслуживание

Единицы измерения дисбаланса [ править ]

• По эксцентриситету массы : мкм, мм, см, ...; мкдюйм, мил, дюйм, ...${\ displaystyle e}$
• По массе при заданном радиусе: мкг, мг, г, кг, ...; млн унций, унций, ...${\ displaystyle m}$
• В единицах масса × радиусный момент (mR): мг-мм, г-мм, мг-см, г-см, кг-мм, ...; унция-дюйм, г-дюйм, ...

Типы баланса [ править ]

Статический баланс [ править ]

Статической балансировки (иногда называемый баланс сил ^{[2] [3]} ) возникает , когда инерциальная ось вращающейся массы смещается от и параллельно оси вращения. Статический дисбаланс может чаще возникать в дисковых роторах, потому что тонкий геометрический профиль диска допускает неравномерное распределение массы с инерционной осью, которая почти параллельна оси вращения. Только один самолет получает корректировку баланса. ^[4]

${\ Displaystyle U = м \ раз г}$

где U = баланс, m = масса, r = расстояние между дисбалансом и центром объекта

Баланс пар [ править ]

Пара баланса возникает , когда вращающаяся масса имеет две равные силы дисбаланса, которые расположены на 180 ° друг напротив друга. Система, которая статически сбалансирована, может все же иметь дисбаланс пары. Дисбаланс пар часто возникает в удлиненных цилиндрических роторах.

${\ Displaystyle U = м \ раз г \ раз d}$

где d = расстояние между двумя силами дисбаланса вдоль оси вращения.

Динамический баланс [ править ]

При вращении дисбаланс, когда ось массы / инерции не пересекается с осью вала, называется динамической балансировкой . Сочетание статического и парного равновесия является динамическим дисбалансом. Это происходит практически во всех роторах и является наиболее распространенным видом дисбаланса. Это можно исправить, скорректировав вес как минимум в двух плоскостях. ^[5]

Как исправить или компенсировать баланс [ править ]

• Массовое прибавление.
• Массовый вывоз.
• Массовый сдвиг.
• Центрирование масс.

Измерение существующей вибрации и расчет требуемого изменения массы обычно выполняются с использованием какой-либо балансировочной машины .

Оценки [ править ]

В стандарте ISO 21940 ^[6] вибрация классифицируется по кодам G. К сожалению, это теоретическое значение, предполагающее, что ротор вращался в свободном пространстве, поэтому оно не относится к реальным условиям эксплуатации. Роторы одного и того же типа, имеющие допустимое остаточное значение удельного дисбаланса e _per , обратно пропорционально скорости вращения ротора.

e _per × ω = Константа,

где ω = угловая скорость (радиан в секунду) e _per = допустимый остаточный удельный дисбаланс

Эта константа является классом качества G. Уровни баланса используются для определения допустимого остаточного дисбаланса для вращающегося оборудования. Стандарт ISO 1940 определяет классы балансировки для различных классов машин. Ротор, сбалансированный по G2.5, будет вибрировать со скоростью 2,5 мм / с на рабочей скорости, если он вращается в подвешенном состоянии без внешних воздействий.

U _на = (9,54 × число G × масса) / об / мин

Где U _per = отклонение баланса (или) остаточный дисбаланс

Важные формулы [ править ]

${\ Displaystyle F = U \ omega ^ {2}}$

${\ displaystyle U = масса (дисбаланс) r}$

${\ Displaystyle е = {\ гидроразрыва {U} {м (ротор)}}}$

Где F = сила из-за дисбаланса, U = дисбаланс. ω = угловая частота. e = определенный дисбаланс. m = масса. r = расстояние между дисбалансом и осью вращения объекта.

Ссылки [ править ]

Внешние ссылки [ править ]