Details

Die Rotor-Dynamik-Testeinrichtung (RDTF) ist ein fortschrittliches technisches System, das sorgfältig entwickelt wurde, um die funktionalen und betrieblichen Eigenschaften von Rotor-Lager-Stützsystemen zu evaluieren. Entwickelt für AERDC, HAL Bangalore, ermöglicht diese Einrichtung umfassende Tests der Rotordynamik – einem zentralen Bereich des Maschinenbaus, der das Verhalten rotierender Maschinen untersucht und analysiert. Rotoren sind entscheidende Komponenten in Anwendungen wie Flugzeugtriebwerken, Turbinen, Kompressoren und Generatoren, bei denen ihre Leistung maßgeblich Effizienz, Sicherheit und Zuverlässigkeit beeinflusst.

Die Rotordynamik umfasst die Untersuchung von Vibrationen, kritischen Drehzahlen, Unwucht, Stabilität und Ausrichtungsfehlern in rotierenden Systemen. Durch die Simulation dieser Faktoren unter kontrollierten Bedingungen liefert die RDTF unschätzbare Erkenntnisse über die Leistung, Haltbarkeit und dynamische Stabilität von Rotoren und deren Lagereinheiten.

Diese Testeinrichtung enthält umfassende Funktionen wie Antriebssysteme, Mess- und Steuerungssysteme, Schmiereinheiten und axiale Belastungssysteme. Sie unterstützt mehrere Rotor-Konfigurationen und ermöglicht Benutzern die Simulation realer Betriebsbedingungen.

Hauptmerkmale und Fähigkeiten

1. Vielseitige Testkonfigurationen
Die Einrichtung unterstützt eine breite Palette an Testaufbauten für unterschiedliche Rotor-Geometrien, Größen und Betriebsbedingungen:
- Wellendurchmesser: Unterstützt Rotoren mit Durchmessern von 15 mm bis 70 mm.
- Rotormasse: Test von Rotoren bis 90 kg mit einem Trägheitsmoment von bis zu 1 kgm².
- Scheibendurchmesser: Bis zu 750 mm.
- Lagerkonzepte: Starr oder flexibel, mit Dämpfung über Squeeze-Film-Dämpfer oder Elastomerdämpfer.
- Konfigurationen: Einfach gelagert, einseitig/ beidseitig überhängend, und Doppelrotorsysteme mit Zwischenlager.

2. Umfassende Testinfrastruktur
- Teststand-Struktur: Mechanisch optimiert zur Minimierung von Störungen und Vibrationen. Instrumentierung zur Echtzeitüberwachung inklusive.
- Antriebssystem: Zwei AC-Antriebe mit variabler Geschwindigkeit (60 kW und 200 kW).
  - Präzise Drehzahlregelung: Encoder-gesteuert mit einer Abweichung von nur 0,1 %.
  - Dynamisches Bremsen: Mit regenerativem Rückspeisesystem.
  - Beschleunigungsrate: Maximal 100 U/min².
- Hochsetzgetriebe: Zwei Getriebe für Drehzahlen bis 41.000 und 52.000 U/min (+5 % Überdrehzahl).
- Kupplungen: Hoch- und niedrigdrehende Kupplungen zur Reduzierung von Ausrichtungsfehlern.

3. Integrierte Mess- und Steuerungssysteme
- Sensorik: Beschleunigungssensoren, Näherungssensoren, RTDs, Tachometer.
- Vibrationsanalyse (optional mit FFT-Analyser):
  - Frequenz-/Ordnungsanalyse, Wasserfalldiagramme, Bode-Plots, Orbits, Wellenverlauf.
  - Transientenaufnahme und Orbitverfolgung.
- PLC-SCADA Integration:
  - Automatisierter und manueller Betrieb mit Sicherheitsverriegelungen, Alarmen, Datenprotokollierung.
  - Benutzerfreundliche Oberfläche zur Testkonfiguration.

4. Hochleistungs-Schmier- und Axialladesysteme
- Schmiersystem:
  - Förderleistung bis 20 L/min bei 15 bar.
  - Kompatibel mit MIL-E-23699/7808-Ölen.
  - Temperaturbereich 15°C–150°C über wassergekühlte Wärmetauscher.
- Axialladesystem:
  - Doppeltwirkender Hydraulikzylinder mit bis zu 20 kN Axialkraft.
  - Steuerung und Überwachung über SCADA, mit integriertem Kraftsensor.

5. Sicherheit und Ergonomie
- Schutzgehäuse:
  - Laminierte Sicherheitsglasscheiben zum Schutz vor Bruchstücken bei hohen Drehzahlen.
  - Sichtschutz mit Industriestandard nach EN 1063:1999.
- Steuerkonsole:
  - Zwei Bedienerarbeitsplätze, Not-Aus-Schalter, Fehlermeldesysteme.

Anwendungen
Die RDTF unterstützt verschiedene kritische Testszenarien wie:
1. Validierung kritischer Drehzahlen: Zur Erkennung und Vermeidung von Resonanzfrequenzen.
2. Unwuchtverhalten: Analyse der Rotorreaktion auf Rest- und Überunwucht gemäß ISO 1940 G2.5.
3. Ausrichtungsfehler: Simulation von Winkelfehlern und Offset-Verschiebungen.
4. Hochgeschwindigkeitswuchtung: Bis zu 42.000 U/min ohne instabile Vibrationen.
5. Dämpfungsanalyse: Bewertung der Dämpferleistung unter dynamischen Bedingungen.

Technische Daten

Max. Drehzahl:       Bis zu 52.000 U/min  
Rotordurchmesser:    15 mm bis 70 mm  
Rotormasse:          Bis zu 90 kg  
Antriebsleistung:    Maximal 200 kW  
Ölflussrate:         20 L/min bei 15 bar  
Temperaturbereich:   15°C bis 150°C  
Sicherheitsnormen:   EN 1063:1999 für Schutzgehäuse  

Lieferung und Support

- Konstruktion & Dokumentation: Umfassende Pläne, Handbücher und Schaltpläne.
- Schulung: Bedienerschulung zu Betrieb, Sicherheit und Datenanalyse.
- Garantie & Wartung: Standardmäßig 12 Monate, mit Optionen auf 3 Jahre.
- Inbetriebnahme: Vor-Ort-Installation und Tests bei HAL zur Betriebsfreigabe.

Fazit

Die Rotor-Dynamik-Testeinrichtung setzt neue Maßstäbe in der Analyse rotierender Systeme. Ihre fortschrittlichen Funktionen, flexible Testmöglichkeiten und umfassenden Sicherheitskonzepte machen sie zu einem unverzichtbaren Werkzeug für Industrie und Forschung im Bereich hochleistungsfähiger rotierender Maschinen.