Niewyważenie obrotowe - Rotating unbalance

Niewyważenie obrotowe to nierównomierny rozkład masy wokół osi obrotu. Mówi się, że wirująca masa lub wirnik jest niezrównoważony , gdy jego środek masy (oś bezwładności) nie jest wyrównany ze środkiem obrotu (oś geometryczna). Niewyważenie powoduje moment, który nadaje wirnikowi chybotanie charakterystyczne dla drgań wirujących konstrukcji.

Przyczyny braku równowagi

Zniekształcenie spowodowane stresem: Rutynowe procesy produkcyjne mogą powodować naprężenia w elementach metalowych. Bez odprężania wirnik odkształci się, aby wyregulować.
Zniekształcenie termiczne: Odkształcenie termiczne często występuje w przypadku części wystawionych na działanie podwyższonych temperatur. Metale mogą rozszerzać się w kontakcie z ciepłem, więc wystawienie na działanie wyższych temperatur może spowodować rozszerzenie całej maszyny lub tylko niektórych jej części, powodując odkształcenia.
Nagromadzenia i osady: Obracające się części biorące udział w przenoszeniu materiałów prawie zawsze gromadzą się. Co więcej, po wystawieniu na działanie oleju części te mogą bardzo łatwo ulec odkształceniu. Bez przestrzegania rutynowych czynności konserwacyjnych lub przeprowadzania kontroli olej może przedostać się do części, powodując niewyważenie.
Przez projekt: W niektórych przypadkach pożądane są wibracje, a wirnik jest celowo niezrównoważony, aby służyć jako wibrator . Przykładem tego jest wstrząsarka kijowa samolotu .

Skutki niewyważenia

Wibracja
Hałas
Zmniejszona żywotność łożysk
Niebezpieczne warunki pracy
Zmniejszona żywotność maszyny
Zwiększona konserwacja

Jednostki używane do wyrażania niewyważenia

Pod względem mimośrodowości masy : µm, mm, cm,…; µin, mil, in, ... ${\ displaystyle e}$
Pod względem masy przy zadanym promieniu: µg, mg, g, kg,…; moz, oz, ... ${\ displaystyle m}$
Pod względem masy × momentu promienia (mR): mg-mm, g-mm, mg-cm, g-cm, kg-mm,…; oz-in, g-in, ...

Rodzaje równowagi

Równowaga statyczna

Statyczne równowagi (czasami nazywany balansu ) występuje, gdy bezwładnościowy osią wirującej masy jest przemieszczany od i równoległą do osi obrotu. Nierównowaga statyczna może występować częściej w wirnikach w kształcie dysku, ponieważ cienki profil geometryczny tarczy umożliwia nierównomierny rozkład masy z osią bezwładności, która jest prawie równoległa do osi obrotu. Tylko jeden samolot otrzymuje korektę wyważenia.

{\ Displaystyle U = m \ razy r}

gdzie U = równowaga, m = masa, r = odległość między niewyważeniem a środkiem obiektu

Równowaga pary

Równowagi para występuje wtedy, gdy obrotowy masa ma dwa jednakowe siły niewyważenia, które są usytuowane 180 ° naprzeciwko siebie. System, który jest statycznie wyważony, może nadal mieć kilka niewyważeń. Brak wyważenia par występuje często w wydłużonych cylindrycznych wirnikach.

{\ Displaystyle U = m \ razy r \ razy d}

gdzie d = odległość między dwoma siłami niewyważenia wzdłuż osi obrotu.

Dynamiczna równowaga

W przypadku rotacji niewyważenie, w którym oś masa / bezwładność nie przecina się z osią wału, nazywa się wyważeniem dynamicznym . Kombinacja równowagi statycznej i pary to niewyważenie dynamiczne. Występuje praktycznie we wszystkich wirnikach i jest najczęstszym rodzajem niewyważenia. Można to naprawić korygując wagę na co najmniej dwóch płaszczyznach.

Jak poprawić lub wyrównać równowagę

Dodatek masy.
Masowe usuwanie.
Masowe przesuwanie.
Centrowanie masy.

Pomiar istniejących drgań i obliczenie zmiany wymaganej masy jest zwykle przeprowadzane za pomocą jakiejś formy wyważarki .

Klas

ISO 21940 klasyfikuje drgania na podstawie kodów G. Niestety jest to wartość teoretyczna przy założeniu, że wirnik obracał się w wolnej przestrzeni, więc nie ma związku z rzeczywistymi warunkami pracy. Wirniki tego samego typu, mające dopuszczalną szczątkową wartość niewyważenia właściwego e _na , zmienia się odwrotnie wraz z prędkością wirnika.

e _na × ω = Stała,

gdzie ω = prędkość kątowa (w radianach na sekundę) e _per = dopuszczalne szczątkowe niewyważenie właściwe

Ta stała to klasa jakości G. Stopnie wyważenia służą do określenia dopuszczalnego resztkowego niewyważenia maszyn wirujących. Norma ISO 1940 definiuje stopnie wyważenia dla różnych klas maszyn. Wirnik wyważony do G2,5 będzie wibrował z prędkością 2,5 mm / s przy prędkości roboczej, jeśli będzie się obracał w stanie zawieszenia bez wpływów zewnętrznych.

U _per = (9,54 × liczba G × masa) / obr./min

Gdzie U _per = tolerancja wyważenia (lub) resztkowa niewyważenie

Ważne formuły

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

{\ Displaystyle U = masa (niewyważenie) r}

{\ Displaystyle e = {\ Frac {U} {m (wirnik)}}}

Gdzie F = siła spowodowana niewyważeniem, U = niewyważenie. ω = częstotliwość kątowa. e = specyficzne niewyważenie. m = masa. r = odległość między niewyważeniem a osią obrotu przedmiotu.

Languages

In other projects