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Balancing of a rigid rotor using artificial neural network to predict the correction masses
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Editora da Universidade Estadual de Maringá-Eduem
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Objetivos de Desenvolvimento Sustentável
Dados abertos
Resumo
Este trabalho foi desenvolvido com o objetivo de empregar
a técnica de balanceamento de separação de planos juntamente com Redes Neurais Artificiais
(RNA) para a predição da localização e massas de correção para o balanceamento de um sistema
rotor-mancal, para tal, foi empregado um modelo analítico consitituído por um rotor rígido
apoiado em mancais hidrodinâmicos. O sistema rotativo foi modelado com base no modelo de
eixo rígidos de Stodola-Green, no qual foram considerados o efeito girocópico e a inércia
rotatória, além de um modelo de mancal hidrodinâmico cilíndrico baseado nas equações de
Reynolds que permitiu a determinação de oito coeficientes lineares de força associados com os
coeficientes de rigidez e amortecimento diretos e cruzados do mancal. Os resultados mostraram
que a metodologia apresentada foi eficiente para o balanceamento de rotores. Este trabalho
fornece grande contribuição para o processo de monitoramento, uma vez que Redes Neurais
Artificiais normalmente são empregadas para identificação, e não para a correção do
desbalanceamento. O procedimento apresentado pode ser empregado no balanceamento de
turbomáquinas industriais, as quais necessitam de contínuas avaliações. Resultados simulados são
apresentados com o objetivo de ilustrar metodologia de balanceamento proposta.
Abstract
This paper deals with an analytical model of a rigid rotor supported by hydrodynamic journal bearings where the plane separation technique together with the Artificial Neural Network (ANN) is used to predict the location and magnitude of the correction masses for balancing the rotor bearing system. The rotating system is modeled by applying the rigid shaft Stodola-Green model, in which the shaft gyroscopic moments and rotatory inertia are accounted for, in conjunction with the hydrodynamic cylindrical journal bearing model based on the classical Reynolds equation. A linearized perturbation procedure is employed to render the lubrication equations from the Reynolds equation, which allows predicting the eight linear force coefficients associated with the bearing direct and cross-coupled stiffness and damping coefficients. The results show that the methodology presented is efficient for balancing rotor systems. This paper gives a step further in the monitoring process, since Artificial Neural Network is normally used to predict, not to correct the mass unbalance. The procedure presented can be used in turbo machinery industry to balance rotating machinery that require continuous inspections. Some simulated results will be used in order to clarify the methodology presented.
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Citação
SANTOS, F. L. et al. Balancing of a rigid rotor using artificial neural network to predict the correction masses. Acta Scientiarum. Technology, Maringá, v. 31, n. 2, p. 151-157, 2009.
