Asennetun laakerin sisäkehän geometrian vaikutus roottorin alikriittiseen värähtelyyn

Tutkimustuotos: Doctoral ThesisCollection of Articles

Abstrakti

Suuret joustavat roottorit ovat laajasti käytössä monilla teollisuuden aloilla. Tyypillisesti näitä roottoreita käytetään alikriittisellä pyörimisnopeusalueella, jossa laakerit ovat merkittävä väräh-telyherätteiden lähde. Laakerin dynaamisiin ominaisuuksiin ja pyörimistarkkuuteen vaikuttaa huomattavasti roottorin akselille asennetun laakerin sisäkehän ympyrämäisyysprofiili, joka koostuu asennusakselin ympyrämäisyysprofiilista, sekä verrattain joustavan laakerin sisäkehän että mahdollisen kartiomaisen kiristysholkin paksuusvaihteluista. Laakerin sisäkehän ympyrämäisyysprofiilin tuottamat herätteet havaitaan taajuudella, joka on roottorin pyörimistaajuus kerrottuna sisäkehän ympyrämäisyysprofiilin aaltomaisuuksien määrällä. Siten alikriittinen resonanssi voidaan havaita roottorin pyörimistaajuuksilla, jotka ovat roottorin ominaistaajuuden murto-osia. Tällöin herätteen taajuus vastaa roottorin ominaistaajuutta. Tutkimuksessa selvitettiin asennetun laakerin sisäkehän ympyrämäisyysprofiilin vaikutusta joustavan roottorin alikriittisiin värähtelyihin. Ympyrämäisyysprofiilia muokattiin ja lopulta viiden erilaisen profiilin tuottamia herätteitä arvioitiin. Viimeisessä tapauksessa ympyrämäisyysprofiilin ympyrämäisyysvirhe minimoitiin. Jokaisessa tapauksessa laakerin sisäkehän ympyrämäisyys-profiili ja roottorin dynaaminen vaste mitattiin. Tutkimuksessa keskityttiin toiseen, kolmanteen ja neljänteen harmoniseen alikriittiseen resonanssiin, jotka voidaan havaita pyörimistaajuuksilla 1/2, 1/3 ja 1/4 kertaa ominaistaajuus. Lisäksi työssä analysoitiin nelipistemenetelmään perustuvan laakerin ympyrämäisyysprofiilin mittausmenetelmän mittausepävarmuutta, sillä tavallista ympyrämäisyysmittakonetta ei voitu käyttää mitattavien kappaleiden suuren koon ja massan vuoksi. Neli-pistemenetelmällä voidaan mitata ympyrämäisyysprofiili huolimatta mitattavan kappaleen pyörimiskeskiön liikkeestä. Asennetun laakerin ympyrämäisyysvirheiden juurisyiden analysoimiseksi esiteltiin menetelmä ja laite laakerin sisä- ja ulkokehien paksuusvaihteluprofiilien mittaamiseksi. Tulokset osoittivat ympyrämäisyysprofiilin soikeuden, kolmiomaisuuden ja nelikulmaisuuden vaikuttavan merkittävästi roottorin toiseen, kolmanteen ja neljänteen harmoniseen alikriittiseen resonanssiin, jotka voidaan havaita pyörimistaajuuksilla 1/2, 1/3 ja 1/4 kertaa ominaistaajuus. Aaltomaisuuskomponentit vaikuttavat merkittävästi roottorin alikriittiseen värähtelyyn. Ympyrämäisyysprofiilin aaltomaisuuskomponentin amplitudin kasvattaminen kasvatti vastaavan alikriittisen harmonisen värähtelykomponentin amplitudia. Ympyrämäisyysvirheen minimointi vähensi alikriittistä värähtelyä huomattavasti. Asennetun laakerin sisäkehän ympyrämäisyysprofiilin mittausepävarmuusanalyysi osoitti, että mittausmenetelmä on luotettava. Laakerielementtien paksuusvaihtelumittalaiteen todettiin saavuttavan mittaustarkkuudessa tavallisiin ympyrämäisyys-mittakoneisiin verrattavan tason, mutta ilman samankaltaisia kokorajoituksia.
Julkaisun otsikon käännösAsennetun laakerin sisäkehän geometrian vaikutus roottorin alikriittiseen värähtelyyn
AlkuperäiskieliEnglanti
PätevyysTohtorintutkinto
Myöntävä instituutio
  • Aalto-yliopisto
Valvoja/neuvonantaja
  • Kuosmanen, Petri, Vastuuprofessori
Kustantaja
Painoksen ISBN978-952-60-8195-3
Sähköinen ISBN978-952-60-8196-0
TilaJulkaistu - 2018
OKM-julkaisutyyppiG5 Tohtorinväitöskirja (artikkeli)

Tutkimusalat

  • laakeriheräte
  • harmoniset komponentit
  • matalataajuiset laakerin aaltomaisuuskomponentit
  • laakerin paksuusvaihtelu
  • nelipistemenetelmä
  • mittausepävarmuusanalyysi

Sormenjälki Sukella tutkimusaiheisiin 'Asennetun laakerin sisäkehän geometrian vaikutus roottorin alikriittiseen värähtelyyn'. Ne muodostavat yhdessä ainutlaatuisen sormenjäljen.

Siteeraa tätä