Механизмы вспомогательного оборудования

Механизмы вспомогательного оборудования парогенераторов обычно имеют ротор, состоящий из вала и насаженных на него и вращающихся вместе с ним деталей — полумуфт, рабочих колес вентиляторов и дымососов, зубчатых колес редукторов и др. При изготовлении ротора невозможно подобрать совершенно однородный материал деталей, точно выдержать одинаковую толщину сварных швов и все размеры по чертежу. Поэтому в деталях нового ротора материал (масса) обычно неравномерно расположен относительно оси симметрии, т. е. оси вращения. Образующуюся вследствие этого неуравновешенность вращающейся детали называют небалансом.

При вращении детали небаланс вызывает появление радиально направленной возмущающей силы. Эта сила стремится вырвать вал вместе с укрепленной на нем деталью из подшипников; возмущающая сила все время меняет свое направление (она радиальна), поэтому ее действие на подшипники переменно по направлению, а такое действие неизбежно приводит к упругим колебаниям, называемым вибрацией механизма.

Детали механизма при вибрации испытывают удары, толчки и перегрузку, что приводит к ускоренному общему износу, нарушению центрирования и крепления, а это в свою очередь еще ‘более усиливает вибрации.

Чтобы устранить возмущающую силу, ротор уравновешивают, т. е. устраняют его небаланс; операции по устранению небаланса называют балансировкой. Балансировать можно каждую деталь ротора в отдельности или весь ротор целиком; последний способ экономичнее и точнее. Следовательно, при изготовлении, например, дымососа можно балансировать его рабочее колесо (крыльчатку), ступицу и полумуфту отдельно, но целесообразнее уравновешивание вести тогда, когда все эти детали установлены на вал и вместе с ним составляют ротор.

В зависимости от того, как расположен небаланс относительно оси вращения, различают статическую и динамическую неуравновешенность вращающихся масс.

Статическая неуравновешенность. Такой вид неуравновешенности имеет место в тех случаях, когда центр тяжести ротора не расположен на оси вращения. В этом случае при вращении ротора возникает неуравновешенная (возмущающая) сила Сц, определяемая по следующей формуле:

Возмущающая сила Сц будет изгибать вал при вращении,  в результате чего вал будет стремиться вырваться из подшипников, это в свою очередь вызовет вибрацию вала, подшипников и всего механизма. Чем больше возмущающая сила, тем большую вибрацию она вызовет.

Поясним понятие о неуравновешенности следующим примером. Предположим, что имеется ротор дымососа, сбалансированный относительно оси вращения, т. е. вся масса ротора уравновешена. Масса ротора 600 кг, а число оборотов 1500 в минуту.

Таким образом, небаланс всего лишь 0,25 кг, расположенный на расстоянии 800 мм от оси вращения при числе оборотов 1500 в минуту, вызывает возмущающую силу 450 кгс, которая будет изгибать вал и вырывать его из подшипников.