ГОСТ 31320-2006 (ИСО 11342:1998) Вибрация. Методы и критерии балансировки гибких роторов (с Поправкой)

     

Приложение Е
(рекомендуемое)

Методика определения вида ротора: жесткий или гибкий

Е.1 Общие положения

В данном приложении описан способ, который можно использовать для определения того, является ротор жестким или гибким. Если установлено, что ротор жесткий, его балансировку можно выполнять на низких скоростях вращения. Гибкие роторы в общем случае следует подвергать высокоскоростной балансировке согласно разделу 7. Однако существуют роторы, которые, являясь гибкими по определению, допускают все же балансировку на низкой скорости в соответствии с процедурами раздела 6.

По внешнему виду ротора невозможно определить, является он жестким или гибким. Если ротор работает на высоких скоростях вращения, он при разгоне может проходить через критические частоты, получая значительные динамические прогибы, и, следовательно, требует высокоскоростной балансировки. Ротор можно считать жестким (с точки зрения балансировки), если его максимальная рабочая скорость лежит по крайней мере на 30% ниже первой критической скорости.

Е.2 Определение вида ротора

Для определения вида ротора (гибкий или жесткий), а значит, метода балансировки, можно воспользоваться следующими рекомендациями.

Е.2.1 Получить у изготовителя или заказчика сведения о типе ротора и рекомендуемом методе балансировки (см. раздел 5).

Е.2.2 Если первая критическая скорость вращения превышает максимальную рабочую частоту по крайней мере на 50%, ротор, как правило, можно считать жестким (с точки зрения балансировки).

Е.2.3 Кроме того, можно воспользоваться следующей процедурой испытаний.

Уравновешивают ротор на низких частотах вращения в двух плоскостях коррекции в соответствии с ГОСТ 22061.

Устанавливают ротор на балансировочном оборудовании, способном разогнать ротор по крайней мере до его рабочей скорости и имеющем характеристики жесткости и демпфирования подшипников и их опор такие же, что и на месте эксплуатации ротора. Постепенно доводят скорость вращения ротора до рабочей, следя за тем, чтобы вибрация все время оставалась в допустимых пределах. Получают зависимость вектора вибрации от частоты вращения при разгоне и последующем торможении.

Если с изменением скорости вращения не обнаруживается существенных изменений вибрации, делают вывод о том, что ротор либо жесткий, либо гибкий, но уровни его модальных дисбалансов незначительны. Для выяснения, какой из этих двух случаев имеет место, выполняют испытания на гибкость согласно Е.3.

Если при разгоне или выбеге ротора происходят значительные изменения вибрации, то справедлива одна из следующих альтернатив:

- ротор гибкий;

- ротор жесткий, но установлен на податливые опоры;

- ротор имеет податливые элементы, деформация которых является функцией частоты вращения или температуры.

Для выбора между этими альтернативами вновь разгоняют ротор до рабочей скорости вращения и сравнивают новые и старые значения вибрации при выбеге. Если они совпадают, массово-геометрические характеристики можно считать стабилизировавшимися. Затем проводят испытания на гибкость в соответствии с Е.3.

Примечание - Стабилизация ротора происходит при его доводке до рабочей скорости вращения или выше вследствие "прирабатывания" его элементов под действием центробежных сил. Так, например, для роторов генератора и электродвигателей часто требуется выполнять разгоны и выбеги до тех пор, пока обмотка и система подвески не примут свое окончательное положение.

Если сравниваемые характеристики вибрации при выбеге ротора не совпадают, то дисбаланс является переменной величиной. Ротор в данных условиях невозможно уравновесить в допустимых пределах, пока указанная причина не будет устранена.

Е.3 Испытания ротора на гибкость

Устанавливают пробную массу посередине ротора или в точке, где установка пробной массы может вызвать его повышенную вибрацию. Разгоняют ротор до рабочей частоты, следя за тем, чтобы вибрация все время оставалась в допустимых пределах. Если при разгоне вибрация превышает допустимую, значение пробной массы следует уменьшить и пуск повторить. Измеряют вектор вибрации в той же точке и на той же скорости, что при измерениях по Е.2.3. Определяют влияние пробной массы путем вычитания вектора вибрации из соответствующего вектора, полученного по Е.2.3. Вектор разности обозначают .

Останавливают ротор и снимают пробную массу. Устанавливают две другие пробные массы под теми же углами, что и первую, вблизи цапф ротора. Общая масса грузов должна быть выбрана таким образом, чтобы обеспечить тот же квазистатический дисбаланс в плоскости, где была установлена единичная масса, без внесения динамического дисбаланса. Снова разгоняют ротор до рабочей скорости, получают результаты новых измерений и определяют влияние двух масс на ротор путем векторного вычитания из вновь полученного значения того, что было получено в соответствии с Е.2.3. Обозначают вектор разности как .

Е.4 Оценка результатов испытаний на гибкость

Находят модуль вектора . Если после деления этой величины на модуль вектора будет получено значение меньшее чем 0,2, ротор, как правило, можно считать жестким (с точки зрения балансировки). И наоборот, если это отношение будет равно 0,2 или более, ротор следует рассматривать как гибкий.

Если возможно математическое моделирование системы "ротор - опора", данные, необходимые для вычисления отношения по Е.4, получают аналитическим путем, избегая тем самым необходимости проводить испытания на гибкость. При этом особое внимание следует обратить на точное моделирование характеристик жесткости и демпфирования системы "ротор - опора".