Вращающийся дисбаланс - Rotating unbalance

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

Причины дисбаланса

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 отдельных его частей, вызывая деформацию.

Накопления 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 и не проводить осмотр, масло может просочиться в детали, что приведет к дисбалансу.^[1]

По дизайну

В некоторых случаях желательна вибрация, и ротор умышленно несбалансированный, чтобы служить вибратор. Примером этого является самолетный шейкер для палочек.

Эффекты дисбаланса

• Вибрация
• Шум
• Уменьшилась жизнь подшипники
• Небезопасные условия труда
• Уменьшенный срок службы машины
• Повышенное обслуживание

Единицы измерения дисбаланса

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

Типы баланса

Статический баланс

А статический баланс (иногда называемый баланс сил^[2][3]) возникает, когда инерционная ось вращающейся массы смещена от оси вращения и параллельно ей. Статический дисбаланс может чаще возникать в дисковых роторах, поскольку 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 пары

А баланс пары возникает, когда вращающаяся масса имеет две равные силы дисбаланса, расположенные на 180 ° друг напротив друга. Статически сбалансированная система может все еще иметь дисбаланс пар. 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

При вращении дисбаланс, когда ось массы / инерции не пересекается с осью вала, называется динамический баланс. Сочетание статического и парного баланса - это динамический дисбаланс. Это происходит практически во всех роторах и является наиболее распространенным видом дисбаланса. Это можно исправить, откорректировав вес как минимум в двух плоскостях.^[5]

Как исправить или компенсировать баланс

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

Измерение существующей вибрации и расчет требуемого изменения массы обычно выполняется с использованием некоторой формы балансировочная машина.

Оценки

ISO 21940^[6] классифицирует вибрацию по G-кодам. К сожалению, это теоретическое значение, предполагающее, что ротор вращался в свободном пространстве, поэтому оно не относится к реальным условиям эксплуатации. Роторы одного типа с допустимым остаточным удельным дисбалансом e_на, изменяется обратно пропорционально скорости ротора.

е_на × ω = Постоянная,

где ω = угловая скорость (радиан в секунду) e_на = 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 вращается в подвешенном состоянии без внешних воздействий.

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

Где ты_на = допуск баланса (или) остаточный дисбаланс

Важные формулы

${ displaystyle F = U omega ^ {2}}$

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

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

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

Рекомендации

внешняя ссылка