5 Dinge, die bei der dynamischen Ausbalancierung des Rotors vor Ort beachtet werden müssen

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Dieser Beitrag wurde zuletzt von Schlamm_ZPTK am 2019-7-9 23:46 bearbeitet. 1. Auswahl der Ausgleichsfläche Die Maßnahme zur Beseitigung der Unausgeglichenheit des Rotors, sodass dieser in einem ausgeglichenen Zustand ist, wird als Ausgleichsbearbeitung bezeichnet. Die Ausgleichsbearbeitung erfolgt in einer Ebene, die senkrecht zur Rotationsachse des Rotors verläuft – diese Ebene wird als Ausgleichsfläche bezeichnet. 　　Die Methode, bei der das Gleichgewicht innerhalb einer einzigen Justierungsfläche korrigiert wird, nennt man Beseitigung der Ungleichgewichte des Rotors. Die Prozedur, durch die der Rotor in einen ausgewogenen Zustand gebracht wird, heißt Gleichgewichtsjustierung. Die Gleichgewichtsjustierung erfolgt in einer Ebene, die senkrecht zur Achse des Rotors verläuft – diese Ebene wird als Justierungsfläche bezeichnet. 　　· Bei Rotoren in Form einer dünnen Scheibe ist das Drehmomentungleichgewicht sehr gering; in der Praxis wird daher nur eine einseitige Ausgleichung vorgenommen. Zum Beispiel Flügelräder, Schleifwalzen, Lüfterblätter, Kupplungsdiskos sowie Rotor mit einem maximalen Außendurchmesser, der mehr als das Fünffache seiner Nettolänge beträgt usw. 　　· Bei Rotoren mit einem hohen Anfangsunausgeglichenheitsgrad und starken Vibrationen während der Drehung muss vor der Aktivausgleichung eine einseitige Ausgleichung vorgenommen werden, um das statische Unausgeglichenheit zu beseitigen. Die Korrektur sollte am besten in der Ebene des Schwerpunkts vorgenommen werden, um Ungleichgewichte der Drehmomente zu verringern. Wenn die Ebene, in der sich das Schwerpunkt befindet, keine Doppelungen zulässt, sollte die Operation in der Regel in zwei Ebenen durchgeführt werden, die sich auf beiden Seiten der Ebene des Schwerpunkts befinden. 　　· Bei starren Rotoren gibt es in der Regel eine statische Ungleichgewichtssituation sowie eine paarweise Ungleichgewichtssituation. Seine Ungleichgewichte können in zwei beliebig gewählten, der Achse senkrecht stehenden Korrekturflächen ausgeglichen werden, das sogenannte Doppelflächenausgleich. Die Korrekturmethode wird in der Regel durch Aufwertung oder Entfernung von Wiederholungen durchgeführt. Die Position der Ausrichtungsfläche wird in der Regel durch die Struktur des Rotors bestimmt. Um die Zeit und den Aufwand bei der Ausbalancierungsarbeit zu verringern, sollte man versuchen, die Korrekturwerte zu senken. Dazu sollten unter den möglichen Bedingungen der Abstand zwischen den beiden Korrekturflächen sowie der Korrekturradius so weit wie möglich erhöht werden, um ein gutes Ausbalancierungsergebnis zu erzielen. 　　· Bei Rotoren wie dem Kurbelwellenrotor ist aufgrund der begrenzten Winkelpositionen für die Korrektur der Ungleichgewichte eine Ausgleichung mit zwei Korrekturseiten nicht ausreichend. Deshalb ist es notwendig, drei oder fünf Korrekturseiten zu verwenden. Bei Rotoren, deren tatsächliche Drehzahl der kritischen Drehzahl nahekommt oder diese sogar überschreitet, sind sie im Betriebszustand bereits biegsam. Daher muss bei der Ausbalancierung die durch die Drehung verursachte Biegung berücksichtigt werden. Wenn die tatsächliche Drehzahl nahe der kritischen Drehzahl liegt, kann eine Ausgleichsmethode mit mehr als zwei Korrekturflächen verwendet werden. Wenn die Drehzahl des Rotors weit über der ersten kritischen Drehzahl liegt und die zweite kritische Drehzahl erreicht wird, muss eine Ausgleichsmethode mit mehr als vier Korrekturflächen angewandt werden. 　　2. Anzahl der Korrekturflächen
Die Anzahl der Korrekturflächen sowie die Wahl der axialen Positionen erfolgen gemäß den Prinzipien der Modusanalyse. Es gibt dabei die Methode N sowie die Methode N+2 – also wird die Anzahl der Korrekturflächen anhand der Ordnung des zu ausgleichenden Schwingungsmodus N bestimmt. Das Hauptprinzip ist, bei der Ausgleichung der niedrigeren Schwingungsmodi N+2 Ebenen zu verwenden und bei der Ausgleichung der höheren Schwingungsmodi N Ebenen. 　　Was die Wahl der Ebene zur Korrektur der axialen Position angeht, müssen folgende zwei Aspekte berücksichtigt werden:
· Es muss möglich sein, dass das Gleichgewichtsgewicht unter dem jeweiligen Schwingungsmuster eine starke Auswirkung auf das Gleichgewicht hat.
· Zudem muss die Möglichkeit sowie die Bequemlichkeit zur Gewichtsverteilung in dieser Ebene gegeben sein. 　　Doch im tatsächlichen Gleichgewicht muss die gewählte Korrekturfläche nicht nur das Erst- und Zweitordnungs-Gleichgewicht herstellen, sondern auch das Drittordnungs-Gleichgewicht. Es ist daher ziemlich schwierig, beide Bedingungen zu erfüllen. Daher wird die Korrekturfläche in der Praxis in der Regel so gleichmäßig über die effektive Länge des Rotors verteilt, wie es nur möglich ist. Auf diese Weise können die beiden oben genannten Bedingungen annähernd erfüllt werden – außerdem ist das vorteilhaft, um höhere Unausgeglichenheiten zu verringern. 　　Bei der Methode der Einflusskoeffizienten sollten die Anzahl der Korrekturflächen sowie die Bestimmung ihrer axialen Positionen auf der Grundlage der Modusmethode erfolgen. Andernfalls kann es dazu kommen, dass die berechneten Korrekturmassen zu groß sind und somit in der Praxis nicht umsetzbar sind – oder dass dadurch das Gleichgewicht der höheren Schwingungsmodi erheblich gestört wird. 　　3. Ausgleichsschwingungsgeschwindigkeit 　　Das Ziel des Ausgleichs ist es, sicherzustellen, dass die Vibrationen des Rotors innerhalb eines bestimmten Geschwindigkeitsbereichs den Anforderungen entsprechen. Für flexible Rotorblätter, deren Betriebsdrehzahl mindestens der ersten kritischen Drehzahl entspricht, muss nicht nur sichergestellt werden, dass die Vibrationen bei dieser Betriebsdrehzahl im Rahmen bleiben, sondern auch, dass der Rotor während des Start- und Stopvorgangs reibungslos durch alle kritischen Drehzahlen gelangt. 　　4. Schwingungsmesspunkt im Gleichgewichtszustand: Bei der Modusanalyse reicht es theoretisch aus, einen einzigen Schwingungsmesspunkt zu verwenden. Für die Methode der Einflusskoeffizienten gilt als Bedingung für das Vorhandensein einer Lösung des Gleichungssystems: Die Anzahl der Korrekturebenen muss gleich der Produkt aus der Anzahl der Messpunkte und der Anzahl der Gleichgewichtsdrehzahlen sein. Um Messfehler zu verringern, werden in der Praxis oft mehrere Schwingungsmesspunkte verwendet, wobei Methoden wie die kleinste Quadrate Methode zur Lösung herangezogen werden. 　　Die Bestimmung der Anzahl der Messpunkte umfasst: die Auswahl der axialen Position der Messpunkte sowie die Auswahl der Richtung der Messpunkte. 　　Die Auswahlkriterien für die axiale Position sind: · Hohe ursprüngliche Schwingungen; · Nahe am Korrekturplan, und empfindlich gegenüber der Belastung dieses Plans. 　　Für die anderen Messpunkte sollte man möglichst verzichten – einerseits, um die Anzahl der Messpunkte zu verringern, und andererseits, weil die Genauigkeit der Einflusskoeffizienten dieser Messpunkte gering ist. Dadurch wird die Genauigkeit der Korrekturberechnungen erheblich beeinträchtigt. 　　Die Bestimmung der Messrichtung: Theoretisch können die Vibrationen in den drei Richtungen der Lager XYZ als Grundlage für die Ausgleichsberechnungen herangezogen werden. Allerdings weisen die vertikalen und horizontalen Vibrationen eine bessere lineare Beziehung zur Ungleichgewichtsmasse auf. Die axiale Vibration hingegen ist weniger geeignet dafür. Außerdem enthalten horizontale und axiale Schwingungen oft.