25.04.2018
Ротор - это тело, которое вращается вокруг некоторой оси и удерживается своими несущими поверхностями в опорах. Несущие поверхности ротора передают нагрузки на опоры через подшипники качения или скольжения. Под несущими поверхностями подразумеваются поверхности цапф* или поверхности их заменяющие.
*Цапфа (нем. Zapfen "цапфа, шейка, шип, втулка, стержень") — часть вала или оси, на которой находится опора (подшипник). Цапфа, находящаяся на краю вала, называется шип, в средней части вала — шейка. Концевая цапфа, воспринимающая осевые нагрузки, — пята.
рис.1 Ротор и действующие на него центробежные силы.
В идеально сбалансированном роторе его масса распределяется симметрично относительно оси вращения, т.е. любому элементу ротора можно поставить в соответствие другой элемент, расположенный симметрично относительно оси вращения. На каждый элемент ротора при вращении действует центробежная сила, направленная в радиальном направлении (перпендикулярно к оси вращения ротора) В сбалансированном роторе центробежная сила, действующая на любой элемент ротора, уравновешивается центробежной силой, действующей на симметричный элемент. Например, на элементы 1 и 2 (на рисунке 1 обозначены зеленым цветом) действуют центробежные силы F1 и F2 равные по величине и противоположные по направлению. Это верно для всех симметричных элементов ротора и таким образом суммарная центробежная сила, действующая на ротор равна 0 и ротор, является уравновешенным. Но если симметрия ротора нарушена (на рис.1 несимметричный элемент обозначен красным цветом), то на ротор начинает действовать неуравновешенная центробежная сила F3.
При вращении эта сила меняет направление вместе с поворотом ротора. Динамическая нагрузка, возникающая от действия этой силы, передается на подшипники, что приводит к их ускоренному износу. Кроме того, под действием этой переменной по направлению силы происходит циклическая деформация опор и фундамента, на котором закреплен ротор, то есть возникает вибрация. Для устранения дисбаланса ротора и сопутствующей ему вибрации необходимо установить уравновешивающие массы, которые восстановят симметрию ротора.
Балансировка роторов - это операция по устранению дисбаланса путем добавления уравновешивающих масс.
Задачей балансировки является нахождение величины и места (угла) установки одной или нескольких уравновешивающих масс.