Publicação: Balanceamento de rotores flexíveis sem usar massas de teste
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CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA MECANICA
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Resumo
Nesta dissertação de mestrado são estudadas duas técnicas de balanceamento de rotores
flexíveis nas quais não se usam massas de teste. A finalidade é poder atender a situações da
indústria nos casos onde o uso de outras técnicas é proibitivo pelo tempo de parada da máquina,
além dos tempos envolvidos na colocação e retirada das massas e, também, resolver situações
onde características construtivas dificultam a instalação de tais massas. A primeira técnica
abordada pode ser considerada como sendo uma técnica modal e baseia-se na superposição dos
modos flexíveis do rotor suportado rigidamente e dos modos de corpo rígido, não havendo
necessidade do conhecimento prévio das propriedades dos mancais. Este aspecto também é
importante do ponto de vista prático, pois nem sempre tais propriedades acham-se disponíveis de
forma confiável para serem incluídas no modelo correspondente. A outra técnica fundamenta-se
nos métodos pseudo-aleatórios de otimização, sendo que neste trabalho foram explorados os
algoritmos genéticos e as redes neurais artificiais. O princípio do método está na obtenção da
resposta ao desbalanceamento do rotor flexível para, posteriormente, procurar reproduzi-la a partir
de um modelo matemático-computacional do sistema rotor-mancais, considerando as massas de
desbalanceamento e suas respectivas posições angulares como variáveis de projeto. Resolve-se,
portanto um problema inverso e as massas encontradas são instaladas nos planos de
balanceamento escolhidos, em posições angulares localizadas a 180 graus daquelas que foram
identificadas. São feitas várias simulações computacionais, procurando evidenciar as vantagens
da metodologia desenvolvida, assim como suas limitações.
Abstract
The present master s degree thesis presents two flexible-rotor balancing techniques, which
do not use trial weights. The goal of this approach is to help in situations found in the industrial
context, in which other techniques that use trial weights cannot be applied. A few reasons can be
mentioned: the time consumed to stop the machine to install the weights are prohibitive; technical
reasons make very difficult the work of installing the trial weights. The first technique can be
considered as being a modal one and is based on the superposition of the flexible modes of the
rigidly supported rotor and the rigid body modes. The characteristics of the bearings are not
needed, which is interesting from the practical point of view, because in many cases those
characteristics are not available. The other balancing technique is based on pseudo-random
optimization methods. In this research work two methods were explored, namely, the genetic
algorithms and artificial neural networks. The basic idea is to obtain the flexible rotor unbalance
response, which is then mimicked by using a FEM model in which the unbalance masses and their
corresponding angular positions are the design variables in the optimization run. This way, an
inverse problem is solved and the masses obtained are installed in previously chosen balancing
planes at inverted angular positions. Numerical simulations are presented showing the efficiency
and limitations of the methodology developed.
Palavras-chave
Balanceamento de rotores flexíveis, Balancing of flexible rotors, Rotores balanceamento, Otimização matemática, Rotores dinâmica, Engenharia mecânica
Citação
SALDARRIAGA, Manuel Ramón Villafañe. Balancing of flexible rotors without test weights. 2002. 124 f. Dissertação (Mestrado em Engenharias) - Universidade Federal de Uberlândia, Uberlândia, 2002.