ГОСТ 31320—2006
Степень изгиба ротора определяется:
a) значением модальногодисбаланса;
b
) степенью близости рабочей частоты вращения к критической;
c) демпфированием в системе «ротор — опора».
Если уменьшить модальный дисбаланс с помощью набора сосредоточенных корректирующих
масс, то амплитуда соответствующей моды также уменьшится. Наэтомоснован методбалансировки по
модам ротора, описанный в настоящем стандарте.
Значения модальныхдисбалансовдля заданногораспределениядисбаланса определяются фор
мамимод изгибных колебаний. Крометого, для обобщенного ротора, изображенногона рисунке 1. влия
ние корректирующей массы на моду зависит от ординаты кривой формы моды в точке расположения
плоскости коррекции: максимальный эффект вызывает размещение корректирующей массы в области
пучности, минимальный — вблизи узла колебаний. В качестве примера рассмотрен ротор, изображен
ный на рисунке 1. Корректирующая масса в плоскости Р3 окажет максимальное воздействие на первую
моду колебаний, в то время какее влияние на вторую моду будет мало.
Корректирующаямасса, установленная в плоскости Р2,неокажет влияния навторуюсобственную
моду, нобудет возбуждатьдве другие моды.
Корректирующие массы, установленные в плоскостях Р, и Рй, не окажут влияния на третью
собственную моду, но будут возбуждать первую ивторую.
4.5 Цель балансировки гибкого ротора
Цельбалансировкизависитоттребованийкэксплуатации машины. Передбалансировкойследует
определитьиспользуемые критерии. Правильныйвыбор критериев позволяетудешевитьбалансировку
и обеспечить ееэффективность.
Критерии балансировки выбирают изусловиядостижения приемлемыхзначений вибрации маши
ны идинамического прогиба ротора, а такжеобусловленныхдисбалансомсил. действующихнаподшип
ники ротора.
Роторполностью уравновешен, если устранены локальныедисбалансы накаждом участке ротора
скольугодно малойдлины вдольегоосипосредством коррекциидисбалансов этихучастков. Вэтом слу
чае центр масс каждого участка ротора будетлежать на егооси.
Ротор, уравновешенныйтаким образом, небудетиметьнистатическогоили динамическогодисба
ланса. ни модальных составляющихдисбаланса. Данный ротор будет удовлетворительно работать на
всех частотах вращения в той мере, в какой этоопределяется влияниемдисбаланса.
На практике требуемое уменьшение сил. вызываемых дисбалансом, достигают, как правило,
путем добавления или удаления масс в ограниченном числе плоскостей коррекции. При этом после
балансировки будет неизбежносохраняться некоторый распределенный остаточныйдисбаланс.
Вибрация (или неуравновешенные силы), вызываемая остаточным дисбалансом, должна быть
уменьшенадо допустимой во всем диапазоне частот вращения, включая критические. Только в особых
случаях можно ограничиться балансировкой гибкого ротора на одной частоте вращения. Следует
учесть, что ротор, удовлетворительным образом уравновешенный в заданном рабочемдиапазоне час
тот вращения, можетвызыватьповышенную вибрацию, еслидодостижениярабочей скоростиемунеоб
ходимо пройти через критическую скорость. Однако уровни допустимой вибрации в момент
прохождениякритическойскоростимогутбытьустановлены болеевысокими, чемдля рабочейскорости.
Какой бы метод балансировки ни применяли, конечной целью является распределение корректи
рующих масс с целью минимизироватьвлияниедисбаланса на всехскоростях вращения вплотьдо мак
симальной рабочей скорости, включая режимы пуска и выбега, а также возможные выходы за пределы
рабочего диапазона скоростей. Для решения этой задачи может потребоваться рассмотрение влияния
мод с критическими скоростями, лежащими выше рабочего диапазона скоростей.
4.6 Определение местоположения и числа плоскостей коррекции
Число необходимых плоскостей коррекции вдоль оси ротора зависит от применяемого метода
балансировки. Например, роторы центробежныхкомпрессоров иногдауравновешиваютв собранном состо
яниитолько вплоскостях наконцах ротора послетого,каккаждый дискиливалвсоставе ротора был уравно
вешен поотдельности нанизкоскоростном балансировочном станке. Однако вобщем случае, если рабочая
частота вращения ротора достигает или превосходит л-ю критическую частоту вращения, необходимо
использоватьпоменьшей мереп, аобычно (п +2), плоскостей коррекции, размещенных вдоль егооси.
На стадиипроектирования ротораследуетопределитьчисло плоскостейкоррекции иихкоордина
ты вдольосиротора. На практикечислоплоскостей коррекцииограничивается особенностями конструк
ции ротора, а в случае балансировки на месте — возможностью доступа к ним.
5