پمپ های سانتریفیوژ

(the practical application of ISO 1940/1 )

استاندارد 1940 یک مرجع شناخته شده برای انتخاب کیفیت بالانس روتور صلب پمپ های سانتریفیوژ می باشد. این استاندارد با استانداردهای انگلیسی و آلمانی نیز منطبق می باشد.

در این قسمت به بررسی روش های ساده ای جهت تعیین عدم تعادل باقیمانده مجاز برای روتورهای با طبقه بندی متفاوت می پردازیم. استفاده از استاندارد شامل مراحل زیر می باشد:

1.       انتخاب مرتبه بالانس بر اساس نوع روتور از جدول شماره 1

2.       استفاده از گراف شماره 1 جهت تعیین مقدار عدم تعادل باقیمانده مجاز مخصوص، e_per برای بیشینه سرعت عملکردی روتور و شماره G انتخاب شده، سپس e_per را در وزن روتور برای به دست آوردن عدم تعادل باقیمانده مجاز(U_per) ضرب می کنیم.

3.       تخصیص U_per به صفحات تصحیح بالانس بر اساس شکل روتور

انجام گام 1 به سادگی نیازمند آن است که کاربر، نوع روتوری را که نیازمند بالانس می باشد، مشخص کند. گام 2 نیز با استفاده از گراف های آورده شده در شکل های شماره 1 و 2 انجام می شود. اما نکته اساسی در انجام گام 3 می باشد که دارای فهم بسیار پیچیده ای می باشد.

·         درجات کیفیت بالانس

جدول شماره 1، انواع کیفیت های بالانس را برای انواع روتورهای مختلف نشان می دهد. عدد G محصول عدم تعادل مخصوص و سرعت زاویه ای روتور در بیشترین سرعت عملکرد می باشد و نیز برای روتورهای از همان نوع ثابت می باشد.

G = e * w = Constant

این موضوع بر این اساس است که روتورهای از لحاظ هندسی متشابه و با سرعت یکسان، تنش های مشابهی بر روی روتور و یاتاقان ها دارند. درجات کیفیت بالانس با یک ضریب 2.5 از هم جدا می شوند. اعداد G با مقادیر متوسط، جهت استفاده در ملزومات خاصی به کار می روند. به عنوان مثال، یک پروانه پمپ استاندارد دارای درجه کیفیت بالانس پیشنهادی G6.3 می باشد. شرایط مخصوص ممکن است نیازمند کیفیت بالانس بهتر G4.0 برای نصب در محیط هایی با محدوده تحمل صدای سازه ای پایین تر می باشد.

·         تعیین عدم تعادل باقیمانده مجاز

     (U_per  =  e _per * m (rotor mass  

عدم تعادل باقیمانده مجاز تابعی از عدد G ، وزن روتور و بیشترین سرعت چرخش می باشد. به جای استفاده از گراف جهت یافتن عدم تعادل مخصوص در ازای عددG و دور روتور در دقیقه و ضرب آن در وزن روتور،  U_per با استفاده از فرمول زیر نیز محاسبه می شود:

  (U_per = ( g-mm ) = 9549 * G * W/N                      ( win kg

که در آن G درجه کیفیت بالانس، W وزن روتور و W بیشترین سرعت عملکردی می باشد.

·         تخصیص U_per به صفحات تصحیح کننده

همان طور که می دانیم U_per عدم تعادل باقیمانده مجاز کل می باشد و باید به صفحات تصحیح کننده بالانسی که بر اساس ابعاد و شکل روتور مورد استفاده قرار می گیرند، اختصاص یابد.

برای روتورهایی که در یک صفحه بالانس می شوند، تمامی مقدار  U_per به همان صفحه اعمال می شود.

برای روتورهایی که در دو صفحه بالانس می شوند U_per  باید به هر یک از صفحات بر اساس شکل و ابعاد روتور اختصاص یابد.

·         روتورهای متقارن

قوانین برای روتورهای متقارن که در شکل زیر مشاهده می کنید به ترتیب زیر می باشد:

1.       صفحات تصحیح بین یاتاقان ها می باشند.

2.       فاصله b بزرگتر از 1/3 d می باشد.

3.       صفحات تصحیح هم فاصله از مرکز ثقل می باشند.

U_per Left = U_per  right = U_per/2

زمانی که صفحات تصحیح از مرکز ثقل به یک فاصله نباشند، خواهیم داشت:

( U_per  left = U_per  (h_R/b

( U_per  right = U_per  (h_L /b

باید در نظر داشت که left U_per  و  right  U_perنباید کمتر از 30 درصد یا بیشتر از 70 درصد  U_per باشند. در غیر این صورت باید از قانون روتورهای باریک استفاده کرد.

·         روتورهایی با صفحات تصحیح خارجی

قوانین برای روتورهای آویخته و باریک:

1.       فاصله بین صفحات تصحیح کمتر از 3/1 فاصله بین یاتاقان ها است(b < 0.33d).

2.       بارهای دینامیکی مجاز یاتاقان را برابر فرض کنید.

3.       اصلاحات به صورت جفت و با فاصله ای 180 درجه ای جدا از یکدیگر بر روی صفحات مربوط انجام می شوند.

4.       صفحه اصلاحات استاتیکی می تواند یک صفحه سوم یا یکی از همان دو صفحه اصلاح باشد.

5.       اختصاص  U_per به عنوان عدم تعادل باقیمانده کوپل و استاتیک به صورت زیر:

U_per ststic = U_per  / 2 * d / 2c

U_per couple = U_per / 2 * 3d / 4b

تخصیص عدم تعادل های مجاز برای روتورهای باریک و آویخته، نیازمند آن است که دو صفحه تصحیح عدم تعادل به عدم تعادل های معادل کوپل و استاتیک تقسیم شوند. این موضوع به صورت گرافیکی، با کشیدن بردارهای حل صفحات بالانس که در شکل زیر نشان داده شده است، می تواند انجام شود. با اتصال دو بردار UL بهUR، برداری که از مرکز به نقطه وسط این فاصله رسم می شود برابر با نصف عدم تعادل استاتیکی روتور می باشد. همچنین کل این فاصله CL-CR عدم تعادل کوپل می باشد.

در شکل بالا مقایسه درجات بالانس در ایزو 1940 را با دیگر استانداردها مشاهده می کنید.

·         واژگان بالانس

1.       درجه کیفیت بالانس

برای روتورهای صلب، G محصول عدم تعادل مخصوص(e) و سرعت زاویه ای بیشینه روتور بر حسب رادیان خواهد بود.

G = e * w

2.       مرکز ثقل

نقطه ای است در بدنه روتور که برآیند وزن تمامی اجزا در تمامی جهات می باشد.

3.      صفحات تصحیح

صفحه عمود بر محور شفت روتور که در آنها تصحیحات لازم جهت عدم تعادل اعمال می شود.

4.       عدم تعادل کوپل

شرایطی از عدم تعادل که در آن مرکز محورهای اصلی، محور شفت را در مرکز ثقل قطع می کند.

1.        سرعت بحرانی

سرعتی که در آن پدیده رزنانس در سیستم اتفاق می افتد. رزنانس می تواند از یاتاقان گردها یا انعطاف پذیری روتور باشد.

2.       عدم تعادل دینامیکی

شرایطی از عدم تعادل که در آن مرکز محورهای اصلی موازی و متقاطع با محور شفت نمی باشد.

توجه:

عدم تعادل دینامیکی معادل با دو بردار عدم تعادل در دو صفحه مخصوص می باشد که به طور کامل عدم تعادل کل روتور را بیان می کند. عدم تعادل دینامیکی همچنین می تواند به دو بردار عدم تعادل کوپل و استاتیک تقسیم می شود که مجموع بردارها برابر عدم تعادل کل روتور می باشد.

1.        روتورهای انعطاف پذیر

روتوری که به خاطر انعطاف الاستیکی، تعریف روتور صلب را ارضاء نمی کند.

2.       عدم تعادل باقیمانده مجاز

بیشترین باقیمانده عدم تعادل مجاز برای یک روتور یا در یک صفحه تصحیح می باشد:

(U_per  =  e_per  * m ( rotor mass

3.      محور اینرسی اصلی

جهت های مختصات متناسب با ممان اینرسی های اصلی می باشد. این مفهوم جهت تعیین محورهای اصلی مرکزی منطبق با محورهای شفت روتور استفاده می شود.

4.       عدم تعادل باقیمانده

به هرگونه عدم تعادل باقیمانده پس از بالانس سیستم گفته می شود.

5.      روتور صلب

یک روتور زمانی صلب فرض می شود که عدم تعادل آن بتواند در هر یک از صفحات تصحیح، اصلاح شود. پس از اصلاح، عدم تعادل باقیمانده در هیچ سرعتی به طور مشخص زیاد نشود.

6.       روتور

یک بدنه با قابلیت چرخش می باشد که دارای محفظه یاتاقان و تعدادی یاتاقان می باشد.

7.      عدم تعادل استاتیکی

شرایطی از عدم تعادل که در آن محوراصلی مرکزی تنها در موازات محور شفت جابه جا می شود.

1.        عدم تعادل مخصوص

عدم تعادل استاتیکی است که بر جرم روتور تقسیم شده است.