36059724 echilibrarea rotorilor dinamici

5/22/2018 36059724 Echilibrarea Rotorilor Dinamici

1/8

Ref.doc.MI 105 - NOTTEHNIC Echilibrarea dinamica rotorilor flexibili

Mobil Industrial AG - @ 2009 1

ECHILIBRAREA DINAMICA ROTORILOR FLEXIBILI

1. IntroducereEchilibrarea rotorilor rigizi se face n conformitate cu STAS 1940-1. Aceste tipuri

de rotori pot fi echilibrai la joasturaie, pe maini de echilibrat obinuite.

n practic ns, foarte muli rotori sunt flexibili i aceast caracteristic este

specificrotorilor a cror lungime este mult mai mare ca diametrul lor. Un rotor flexibil,chiar n poziie staionar, aezat pe propriile lagre, se va deforma elastic, formnd

sgeat, datoritmasei mari i a unei distane importante ntre lagre.

Dac un astfel de rotor este nvrtit la turaie joas, el continu s-i pstreze

sgeata, datorit forei de gravitaie. Dacse crete viteza de rotaie rotorul i va crete

sgeata datorit forelor dinamice care devin importante. La o anume turaie, numit

prima vitezcritic, sgeata

va atinge un maxim ca nfigura a) de alturi.

Dac viteza de

rotaie va crete n

continuare, deflexia

dinamic iniial se va

reduce, dar va aprea un alttip de deflexie (fig. b) la

atingerea celei de-a doua

viteze critice.

Dac turaia nominaleste sub 70% din prima critic, rotorul se consider rigid.

Dar dac turaia normal de regim este peste aceast valoare (peste prima sau a doua

critic), atunci rotorul trebuie considerat elastic i el trebuie echilibrat dinamic utiliznd

prevederile standardului ISO5406 - Echilibrarea dinamic a rotorilor flexibili.


2/8



n tabelul de mai sus este prezentat clasificarea rotorilor n conformitate cu acest

standard.

Clasificarea rotorilor

Clasa Descriere ExempluClasa 1 Un rotor al crui dezechilibru se

poate corecta n dou plane alesearbitrar, astfel nct dup corecie,dezechilibrul su nu se modificconsiderabil la orice turaie subturaia maximde lucru. Angrenaj

Clasa 2 (rotorcvasi-rigid)

Un rotor ce nu poate fi consideratrigid, dar care poate fi echilibrat printehnicile de echilibrare a rotorilorrigizi modificate.

_

Rotori cu distribuia axiala dezechilibrului cunoscutClasa 2a Un rotor cu un singur plan transversal

de dezechilibru, de exemplu o singurmas montat pe un arbore uorflexibil, al crui dezechilibru poate fineglijat.

Disc de rectificatClasa 2b Un rotor cu dou plane transversale

de dezechilibru, de pild dou masepe un arbore uor, al cruidezechilibru poate fi neglijat.

Disc de rectificat cu roatdetransmisie

Clasa 2c Un rotor cu mai mult de dou planetransversale de dezechilibru.

Rotor de compresorClasa 2d Un rotor cu un dezechilibru

neuniform distribuit sau cu variaieliniar.

CalandruClasa 2e Un rotor ce conine o mas rigidde

lungime considerabil, rezemat peun arbore flexibil, al crui

dezechilibru poate fi neglijat.Disc magnetic (memorie calculator)


3/8



Rotori cu distribuia axiala dezechilibrului necunoscutClasa Descriere Exemplu

Clasa 2f Un rotor simetric cu dou plane de

corecie de capt, a crui turaiemaximnu se apropie semnificativ decea de-a doua turaie critic, i alcrui domeniu de turaii de lucru nuconine prima turaie critic iardezechilibrul iniial este cunoscut. Pompcentrifugalmultietajat

Clasa 2g Un rotor simetric cu dou plane decorecie de capt i unul de mijloc, acrui turaie maxim nu se apropiesemnificativ de cea de-a doua turaie

critic i are un dezechilibru iniialcunoscut.

Pompcentrifugalde naltturaieClasa 2h Un rotor asimetric care are un

dezechilibru iniial cunoscut i seabordeazca rotorul din Clasa 2f

Rotor de turbincu abur de naltpresiune

Clasa 3 (rotoriflexibili) Un rotor care nu se poate echilibraprin tehnicile de echilibrare arotorilor rigizi modificate i carenecesito echilibrare prin metode de

naltturaie.

_

Clasa 3a Un rotor care pentru orice distribuiea dezechilibrului, este semnificativafectat n primul mod de vibraie.

Rotor de generator cu patru poli

Clasa 3b Un rotor care pentru orice distribuiea dezechilibrului, este semnificativafectat n primul mod de vibraie i aldoilea. Rotor de generator cu doi poli mici

Clasa 3c Un rotor care este afectat considerabilnu numai n primele doumoduri devibraie

Rotor de generator cu doi poli mariClasa 4 Un rotor care ar putea fi ncadrat n

clasele 1, 2 sau 3, dar are n plus unasau mai multe piese componente, ele

nsele flexibile sau ataate flexibil. Rotor cu cuplaj centrifugal


4/8



Clasa 5 Un rotor care se poate ncadra nclasa 3, dar din anumite considerente,de exemplu economice, se

echilibreaznumai pentru o turaie delucru. Motor de naltturaie

Rotorii din clasa 1 sunt rotori rigizi. Rotorii din clasa 2 pot fi defini i ca rotori

cvasi-rigizi i pot fi echilibrai n conformitate cu standardul 1940-1. Dei pentru rotorii

din clasele 3, 4 i 5 este specificat n ISO 5406 c echilibrarea lor dinamic trebuie

efectuat la turaia de regim, experiena practic a demonstrat c n activitatea de

ntreinere - reparaie, echilibrarea la joasturaie poate conduce la o scdere acceptabila

dezechilibrului rezidual.Pentru obinerea unor rezultate satisfctoare, aceste tipuri de rotori necesit o

procedurde echilibrare specific.

2. Maina de echilibratUtilizarea mainilor de echilibrat de joasturaie prezintcteva avantaje:

Timpul de accelerare la turaia de echilibrare, respectiv timpul de frnare suntconsiderabil reduse

Echilibrarea la turaie redus este mai puin periculoas, msurile de protecie fiindpuin costisitoare

Puterea motorului de antrenare este micn comparaie cu puterea necesar rotirii laturaii mari

Mainile de echilibrat la turaie joas sunt disponibile n majoritatea atelierelor dereparaii.

Pe de altparte, nu toate mainile de echilibrat de joasturaie pot fi utilizate cu

succes la echilibrarea rotorilor elastici.

Aceste maini de echilibrat trebuie saiburmtoarele caracteristici:

Sensibilitate suficientla turaia de echilibrare.Mainile de echilibrat cu lagre rigidemsoar fora exercitat n lagr datorit dezechilibrului. De aceea, rspunsul la

dezechilibru nu este liniar cu turaia de echilibrare. Dimpotriv, mainile cu lagre

"moi" sau elastice msoar deplasarea, care nu depinde de turaia de echilibrare.


5/8



Datoritsensibilitii reduse, mainile de echilibrat cu lagre rigide nu pot fi utilizate

la echilibrarea rotorilor elastici.

Sensibilitatea canalului de msurare trebuie sfie suficientla turaia deechilibrare.Chiar dacpartea mecanicpermite transmiterea deplasrii datorate dezechilibrului,

canalul de msurare (traductor + amplificator) trebuie la rndul lui s asigure o

amplificare suficienta semnalului util. Deoarece semnalul util se manifestn cazul

dezechilibrului la 1RPM, nainte de amplificare semnalul trebuie filtrat,

nlturndu-se toate frecvenele cu excepia celei de la turaia de lucru. Sistemele

moderne electrice utilizeazun "tracking filter", adicun filtru "trece-banda" ngust,

care are frecvena de trecere 1RPM. Sistemele electronice analogice, produse la

nivelul anilor 1980 sunt neperformante, ceea ce conduce n cazul unei amplificri

excesive la un raport semnal/zgomot inacceptabil, cu alte cuvinte, n loc ca rezultatul

msurtorii sconinn majoritate frecvena 1RPM, acesta va conine n majoritate

zgomot.

Traductorul utilizat trebuie s fie un traductor de vitez, bobina mobil a acestuiatrebuie s fie solidar-rigid cu partea n micare a lagrelor mainii de echilibrat.

Utilizarea accelerometrelor n locul traductoarelor de vitez, conduce la necesitatea

dublei integrri a semnalului pentru a se obine deplasare, lucru care conduce la

creterea zgomotului n semnalul util.

Sistemul de antrenare nu trebuie sintroducun dezechilibru suplimentar nsistem.ntr-adevr, deoarece echilibrarea trebuie sconduc la un dezechilibru rezidual ct

mai redus, utilizarea cuplajului cu cardan a motorului de antrenare cu rotorul va

conduce n final, mai degrabla echilibrarea ansamblului cardan + piesde legtur+

rotor, dect a rotorului propriu-zis. De aceea pentru echilibrarea dinamic la joas

turaie a rotorilor elastici se impune antrenarea cu curea.

Turaia de echilibrare.Datorit faptului corice turaie de echilibrare este mult maimic dect cea de regim, nu este prea important alegerea unei anume turaii de

echilibrare. De fapt alegerea acesteia ine doar de douaspecte: condiiile de securitate

i realizarea unei rotiri "linitite" a rotorului de echilibrat. n special, pentru rotorii

care dezvolt fore aerodinamice importante s-a constatat din practic c anumite

paliere de turaii joase fac ca rotorul screeze turbulene. Dimpotriv, alegerea altor

paliere, foarte apropiate de primele, pot conduce la o rotire lina rotorului. Turaia deechilibrare se alege n intervalul 90-700RPM, fiind cu att mai joas cu ct acesta


6/8



dezvolt fore aerodinamice mai importante. n concluzie, maina de echilibrat va

trebui saibposibilitatea de a regla turaia de echilibrare, fin, n intervalul mai sus

menionat.

3. Operaii preliminarenaintea echilibrrii unui rotor flexibil pe o mainde echilibrat de joas turaie

trebuie realizate o serie de operaii preliminare:

Curarea i degresarea perfecta rotorului. Orice urme de impuriti i depuneride pe suprafaa axului sau rotorilor pot conduce la un rezultat eronat. Deoarece se

alege un grad de calitate a echilibrrii unic (de obicei G1) chiar cteva miligrame n

plus pot conta n economia echilibrrii.

Lubrifierea lagrelor mainii de echilibrat. Pentru a uura rotirea, lagrele mainiide echilibrat trebuie lubrifiate cu un lubrifiant suficient de vscos pentru a forma o

pelicul permanent ntre suprafaa rolelor i axul rotorului. Folosirea unui

lubrifiant lichid obinuit conduce la ndeprtarea rapida acestuia datoritforelor

centrifuge, iar utilizarea unui lubrifiant solid, face ca rotorul snu ruleze corect pe

role. n practic se alege un aditiv de lubrifiere furnizat de majoritatea

productorilor de lubrifiani.

Imperfeciuni geometrice.Rotorul de echilibrat trebuie sfie perfect simetric n plantransversal. Orice "btaie" face ca rotorul snu poatfi echilibrat corect. De aceea,

nainte de echilibrare rotorul se va prelucra mecanic n tolerane strnse.

Sgeata arborelui n poziie staionar trebuie s fie minim. Sgeata la un rotorgreu poate s apari datoritdepozitrii incorecte. Dac rotorul prezint sgeat

semnificativ, atunci el trebuie rotit la turaie foarte joas (sub 20 RPM) timp

ndelungat, uneori 48 de ore. Din timp n timp se msoarsgeata. Dacaceasta nu

scade, se poate presupune c aceasta este de natur plastic i n aceste condiii

rotorul nu este echilibrabil.


7/8



4. Tehnica de echilibrareEchilibrarea rotorilor elastici la turaie reduspornete de la douaxiome:

Dezechilibrul dinamic este o caracteristic fizic a rotorului, care nu este

dependent de turaie. Dezechilibrul dinamic se poate defini ca o distribuie

neuniform a masei de-a lungul rotorului fa de axa de simetrie. Doar efectul

dezechilibrului este diferit la viteze de rotaie diferite. Cu alte cuvinte, un rotor cu masa

perfect distribuit, rotit la orice vitez (dar n afara turaiilor critice) nu se va deforma,

neexistnd cauza care produce deformarea sa.

Rotorul are turaia nominaldeparte de turaiile critice proprii.

n aceste condiii rotorul poate fi echilibrat similar cu cel rigid.

Daceste posibil i rotorul este format din mai multe componente, fiecare dintre

acestea se va echilibra separat. La asamblare se va ine cont de dezechilibrul rezidual al

fiecrui component, astfel nct acesta sse distribuie uniform n spaiu.

Calculul dezechilibrului rezidual maxim admisibil se face n mod similar ca pentru

rotorii rigizi, dar este bine sse ncerce o echilibrare mult sub aceste valori.

Pentru rotorii flexibili se va aplica ntotdeauna soluia static-cuplu.

Componenta static va fi mprit n mod egal pe rotorii din mijloc, iar

componenta de cuplu se va compensa n planul de echilibrare din capete.

5. Concluzii Echilibrarea rotorilor flexibili la turaie joas este o tehnicmult utilizat n

activitatea de ntreinere-reparaie.

Chiar dac echilibrarea final nu este perfect, ea conduce la scdereasuficienta dezechilibrului rezidual final i implicit la o funcionare corecta

utilajului.

Echilibrarea rotorilor flexibili pe maini de echilibrat la turaie de regim estemult mai costisitoare. n plus, transportul rotorului pe distanmare prezint

un factor de risc important.


8/8



Bibliografie

ISO 1924 - Balancing - Vocabulary

R ISO 1940/1 - Condiii de calitate pentru echilibrarea rotoarelor rigide -

Institutul Naional de Standardizare

ISO 1923 - Balancing Machines - Description and Evaluation

ISO 5406 - Mechanical Balancing of Flexible Rotors

36059724 echilibrarea rotorilor dinamici

Documents