Балансировка роторов.

Надёжность двигателей летательных аппаратов в значительной степени зависит от уровня вибрации, изменяющихся во времени сложных вибрационных перемещений изделия, характеризуемых амплитудой, скоростью и ускорением.

С увеличением неуравновешенности ротора, являющегося главным источником возбуждающих сил в ротор – корпус, вибрации резко возрастают, достигая опасных значений, и вызывают разрушение узлов подшипников, а также оказывают вредное физиологическое воздействие на организм людей.

Для оценки уровня вибраций за основу принимают ускорение а м/с² гармонического колебательного движения.

а = Аω² ,

где А – амплитуда колебаний;

ω – круговая частота колебаний, равная произведению 2π на частоту колебаний ƒ , ω=2πƒс^-1.

В производстве двигателей летательных аппаратов уровень вибраций чаще оценивают по безразмерному коэффициенту виброперегрузки - К, равному отношения ускорения –а- к ускорению свободного падения - g. К= а/ g .

Состояние двигателя считается удовлетворительным, если К ≤ 3 для ряда газотурбинных двигателей, а для агрегатов К ≤ 2.

Предельные значения виброскорости обычно составляют не более 0,03 – 0,05м/с.

Основные понятия неуравновешенности

Неуравновешенность – состояние ротора, при котором его массы распределены так, что во время вращения возникают переменные нагрузки на опоры и иногда его прогиб. Мерой неуравновешенности является дисбаланс Дi , равный произведению любой неуравновешенной массы mi на расстоянии ri от её центра (центра масс) до оси вращения

Дi = mi ri.

Направление вектора Дi всегда совпадает с направлением радиуса-вектора ri.

Ротор имеет множество дисбалансов в плоскостях, перпендикулярных оси ращения. ∑ Дi = ∑ mi ri.

Появление дисбалансов связано с первичными производственными погрешностями изделий, а так же с изменением состояния изделия в эксплуатации.

Эта неравномерность плотности материала, погрешности формы и взаимного расположения поверхностей (биение, разностенность), смещение деталей в пределах зазоров, погрешность в подборе лопаток по массе и зазорам, вытяжка деталей и т.д.

Эксплутационные – неравномерность износа, коррозия, деформации. Неуравновешенность разделяют на три вида.

1. Статическая неуравновешенность – смещение центра масс с оси вращения.

2. Моментная неуравновешенность, при которой ось ротора и главная центральная ось инерции (ГЦОИ) пересекаются в центре массы.

3. Динамическая неуравновешенность, при которой ось ротора и ГЦОИ пересекаются не в центре масс или перекрещиваются.

В реальных конструкциях встречается именно этот наиболее общий вид неуравновешенностей.

Балансировка роторов – это процесс определения величины и углов дисбалансов (в плоскости перпендикулярной оси) и уменьшение их корректировкой масс (теоретически это означает сближение оси вращения с ГЦОИ – главная центральная ось вращения).

В производстве двигателей летательных аппаратов два вида балансировки роторов: статическая и динамическая.