347 (17)

576

Z tabeli wynika, że turbina normalnoobrotowa (n = 3000 obr/min), wykazująca bicie łożysk powyżej 0,08 mm. winna być niezwłocznie odstawiona i poddana remontowi. Ta niespokojna praca jest często wynikiem niewyważe-nia wirnika.

Przyjmijmy idealnie wykonany wirnik, w którym w środku długości doczepiono dodatkową masę 0 = 0.1 kg na promieniu R = 0,5 m (rys. XIV.25). Masa ta dostarcza niezrównoważonej siły odśrodkowej, wynoszącej

C_Q = QRu)².

Rys. XIV.25. Niewyważenie statyczne, przykład wirnika symetrycznego

Załóżmy n = 5000 obr/min (co — 525 rad/s), dla tej prędkości

C_Q = 0,I 0,5-525² = 13,8-10³ N = 13,8 kN.

Jeżeli masa wirnika wynosi M = 1000 kg, to reakcje statyczne łożysk wynoszą

zaś obciążenia dodatkowe spowodowane wolną siłą odśrodkową

A_q = B_q = 6,9 kN.

Zauważmy, że dodanie zrównoważonej masy Q = 0,1 kg—10000 razy mniejszej od masy wirnika — wywołuje obciążenie dynamiczne łożysk przekraczające ich obciążenie siłami statycznymi. Wektory A_Q, B_Q wirują razem z wirnikiem, łożyska drgają więc z częstotliwością równą prędkości kątowej wirnika („drgania synchroniczne”). Wibracje te przenoszą się na cały turbozespół i mogą być przyczyną groźnej awarii.

W rozpatrywanym przykładzie dynamiczne reakcje obu łożysk są takie same, mają ten sam kierunek i zwrot. Podane powyżej niewyważenie sprowa-

dzające się do jednej wolnej siły odśrodkowej nazywamy niewy ważeniem statycznym.

Innym typem niewyważenia jest niewyważenie dynamiczne (zwane też niewyważeniem momentowym) ~ rys. XIV.26. Niewyważenie dynamiczne (momentowe) otrzymamy, gdy w płaszczyznach czołowych idealnie wykonanego wirnika doczepimy dwie takie same masy Q na tych samych promieniach I ale rozmieszczone pod kątem 180° (por. rys. XIV.26).

Rys. XIV.26. Niewyważenie dynamiczne (momentowe)

Wolne siły odśrodkowe od tych mas równoważą się wzajemnie, pozostaje natomiast wolny niezrównoważony moment od sił odśrodkowych C_Ql, przenoszący się na łożyska:

Aq’L = Cq\.

Reakcje łożysk A_Q, B_Q są równe co do wielkości, ale przeciwnie skierowane.

8.1. Zasada wyważenia

Usunięcie niewyważenia, czyli wyważenie wirnika polega na dodaniu masy równoważącej działanie masy niewyważonej. Znaczy to, że ciężarek wyważający trzeba umieścić naprzeciw istniejącej masy niewyważonej, przy czym wielkość tego ciężarka wyważającego W wynika z równości

(XIV.112)

(XIV. 113)

C_w — C,

czyli

W‘R_wo)² — QRqW², W R_w = Q R_q [g min].

Możemy więc dodać małą masę W na dużym promieniu R_w lub dużą masę na małym promieniu.

J7 - Maszyny Precpl. t. 10