Балансировка ротора

Ротор — это тело, которое удерживается при вращении с помощью своих несущих поверхностей в опорах. Несущими выступают поверхности цапф или другие поверхности, заменяющие их. Ось ротора — это прямая, которая соединяет центры тяжести контуров. Эти контуры находятся на поперечных сечениях центра несущих поверхностей. Роторы бывают следующих видов:

• двухопорные роторы;
• многоопорные роторы;
• межопорные роторы (существенная часть массы ротора расположена между опорами);
• консольные роторы (существенная часть массы ротора располагается за любой из крайних опор);
• двухконсольные роторы (существенная часть массы ротора располагается за всеми крайними опорами).

Система двух дисбалансов, находящихся в двух поперечных сечениях ротора, может выступать эквивалентной заменой неуравновешенности твердого тела. Вследствие этого ротор приводится в состояние динамического равновесия при помощи двух корректирующих масс, находящихся в двух произвольных коррекционных плоскостях. Различные массы коррекции можно и добавлять, и вынимать из тела ротора, а также перемещать по нему. Таким образом, балансировка ротора — это процесс определения углов и значений дисбалансов ротора и последующие их уменьшение с помощью корректировки масс. Производить измерение дисбаланса и его уменьшение при балансировке можно поэтапно, выполняя самостоятельные операции или автоматическую балансировку.

Методы балансировки ротора

Балансировка ротора может выполняться двумя методами:

• Производят установку, перемещение и удаление корректирующих масс таким образом, чтобы к оси ротора приближалась центральная ось инерции. Корректировку масс можно производить: в одной или нескольких точках плоскости, в нескольких плоскостях одновременно, последовательно. Способы произведения корректировки масс: сверление, фрезерование, наплавка, наварка, завинчивание (вывинчивание) винтов, выжигание электрической искрой (или электролизом, лучом лазера и т.д.).
• Перемещение или обработка цапф выполняется так, чтобы ось ротора совпадала с центральной осью инерции.

В связи с тем, что происходит общее смещение ротора, этот метод имеет ограничение в применении.
Балансировка ротора имеет дисбалансы. Начальный дисбаланс — это тот, который происходит до балансировки, а остаточный дисбаланс происходит после нее. Наибольший остаточный дисбаланс, который считается приемлемым по нормам балансировки, является допустимым дисбалансом (или допустимым удельным дисбалансом).

Требования балансировки ротора

Качественная балансировка ротора выполняется при соблюдении некоторых требований. Реальные машины не могут полностью избавиться от неуравновешенности, поэтому возникает необходимость назначить допуски на остаточную неуравновешенность. Снижению динамических нагрузок способствуют наименьшие дисбалансы, но, чем более высокой точностью обладает балансировка ротора, тем больше времени и затрат на нее требуется. Точность балансировки должна полностью совпадать с точностью изготовления ротора, а чувствительность балансировочных станков должна иметь определенные пределы. Поэтому допустимые дисбалансы, которые будут назначаться, должны учитывать необходимые требования эксплуатации, экономические факторы и все технические возможности производства.

Уравновешенность ротора должна обеспечиваться допустимыми балансами, несмотря на такие факторы: допустимый уровень износа в кинематических парах, воздействие силовых и температурных полей, допустимый уровень вибраций, точность работы всех основных функций машины или прибора, работа подшипников ротора, давление на подшипники, допустимое напряжение в теле ротора.
Насколько качественная балансировка ротора могут показать следующие факторы:

• указание в необходимых плоскостях величину допустимого дисбаланса (балансировочные станки с компенсацией колебаний опор и непосредственно с неподвижными опорами, балансировка ротора в собственных жестких опорах);
• указание допустимых амплитуд колебаний, происходящих в подшипниках (балансировка ротора на собственных упругих опорах, балансировочные станки с упругими опорами с учетом электрической компенсации колебаний опор).