Během procesu vývoje produktu oddělení technického výzkumu a vývoje zjistilo, že rotor měl zjevnější jev vibrací, když dosáhl 100 000 otáček. Tento problém ovlivňuje nejen výkonnostní stabilitu produktu, ale může také ohrozit životnost a bezpečnost zařízení. Abychom hluboce analyzovali hlavní příčinu problému a hledali účinná řešení, aktivně jsme zorganizovali toto technické diskusní setkání, abychom prostudovali a analyzovali důvody.
1. Analýza faktorů kmitání rotoru
1.1 Nevyváženost samotného rotoru
Během výrobního procesu rotoru se v důsledku nerovnoměrného rozložení materiálu, chyb přesnosti obrábění a dalších důvodů nemusí jeho těžiště shodovat se středem otáčení. Při otáčení vysokou rychlostí bude tato nevyváženost generovat odstředivou sílu, která způsobí vibrace. I když vibrace nejsou patrné při nízkých otáčkách, když se rychlost zvýší na 100 000 otáček, drobná nevyváženost se zesílí, což způsobí, že vibrace zesílí.
1.2 Výkon a montáž ložisek
Nesprávný výběr typu ložiska: Různé typy ložisek mají různou nosnost, rychlostní limity a charakteristiky tlumení. Pokud vybrané ložisko nemůže splnit požadavky na vysokorychlostní a vysoce přesný provoz rotoru při 100 000 otáčkách, jako jsou kuličková ložiska, může při vysokých rychlostech docházet k vibracím v důsledku tření, zahřívání a opotřebení mezi kuličkou a oběžnou dráhou.
Nedostatečná přesnost montáže ložiska: Pokud jsou odchylky souososti a svislosti ložiska během montáže velké, bude rotor během rotace vystaven dalším radiálním a axiálním silám, což způsobí vibrace. Navíc nevhodné předpětí ložiska ovlivní i jeho provozní stabilitu. Nadměrné nebo nedostatečné předpětí může způsobit problémy s vibracemi.
1.3 Tuhost a rezonance hřídelového systému
Nedostatečná tuhost systému hřídele: Faktory, jako je materiál, průměr, délka hřídele a uspořádání součástí připojených k hřídeli, ovlivní tuhost systému hřídele. Když je tuhost hřídelového systému špatná, hřídel je náchylná k ohýbání a deformaci vlivem odstředivé síly generované vysokorychlostním otáčením rotoru, což zase způsobuje vibrace. Zejména při přibližování se vlastní frekvenci hřídelového systému je náchylná k rezonanci, která způsobuje prudké zvýšení vibrací.
Problém rezonance: Rotorový systém má svou vlastní vlastní frekvenci. Když jsou otáčky rotoru blízké nebo rovné jeho vlastní frekvenci, dojde k rezonanci. Při vysokorychlostním provozu 100 000 ot./min mohou i malé vnější buzení, jako jsou nevyvážené síly, poruchy proudění vzduchu atd., jakmile se sladí s vlastní frekvencí hřídelového systému, způsobit silné rezonanční vibrace.
1.4 Faktory prostředí
Změny teploty: Během vysokorychlostního provozu rotoru se teplota systému zvýší v důsledku třecího tepla a dalších důvodů. Pokud se koeficienty tepelné roztažnosti součástí, jako je hřídel a ložisko, liší nebo jsou podmínky pro odvod tepla špatné, vůle mezi součástmi se změní a způsobí vibrace. Navíc kolísání okolní teploty může také ovlivnit rotorový systém. Například v prostředí s nízkou teplotou se zvyšuje viskozita mazacího oleje, což může ovlivnit mazací účinek ložiska a způsobit vibrace.
2. Plány zlepšení a technické prostředky
2.1 Optimalizace dynamického vyvážení rotoru
Použijte vysoce přesné dynamické vyvažovací zařízení k provedení dynamické korekce vyvážení na rotoru. Nejprve proveďte předběžný test dynamického vyvážení při nízkých otáčkách, abyste změřili nevyváženost rotoru a jeho fázi, a poté nevyváženost postupně snižujte přidáváním nebo odebíráním protizávaží na konkrétních místech rotoru. Po dokončení předběžné korekce je rotor zvednut na vysokou rychlost 100 000 otáček pro jemné dynamické vyvážení, aby bylo zajištěno, že nevyváženost rotoru je řízena ve velmi malém rozsahu během vysokorychlostního provozu, čímž se účinně snižují vibrace způsobené nevyvážeností.
2.2 Výběr optimalizace ložisek a přesná instalace
Přehodnoťte výběr ložisek: V kombinaci s otáčkami rotoru, zatížením, provozní teplotou a dalšími pracovními podmínkami vyberte typy ložisek, které jsou vhodnější pro vysokorychlostní provoz, jako jsou keramická kuličková ložiska, která mají výhody nízké hmotnosti, vysoké tvrdosti , nízký koeficient tření a odolnost vůči vysokým teplotám. Mohou poskytnout lepší stabilitu a nižší úroveň vibrací při vysoké rychlosti 100 000 otáček. Zároveň zvažte použití ložisek s dobrými tlumícími vlastnostmi, aby bylo možné účinně absorbovat a potlačit vibrace.
Zlepšete přesnost instalace ložisek: Použijte pokročilou technologii instalace a vysoce přesné instalační nástroje k přísné kontrole chyb souososti a svislosti během instalace ložisek ve velmi malém rozsahu. Například použijte laserový měřicí přístroj pro měření souososti pro monitorování a úpravu procesu instalace ložisek v reálném čase, abyste zajistili přesnost shody mezi hřídelí a ložiskem. Pokud jde o předpětí ložiska, podle typu a konkrétních pracovních podmínek ložiska určete vhodnou hodnotu předpětí přesným výpočtem a experimentem a pomocí speciálního předpínacího zařízení aplikujte a upravte předpětí, aby byla zajištěna stabilita ložiska při vysokých -rychlostní provoz.
2.3 Posílení tuhosti hřídelového systému a zamezení rezonance
Optimalizace konstrukce hřídelového systému: Prostřednictvím analýzy konečných prvků a dalších prostředků je struktura hřídele optimalizována a navržena a tuhost hřídelového systému je zlepšena zvětšením průměru hřídele, použitím vysoce pevných materiálů nebo změnou průřezu. tvar hřídele, aby se snížila ohybová deformace hřídele při vysokorychlostní rotaci. Zároveň je rozmístění komponent na hřídeli rozumně upraveno tak, aby se zmenšila konzolová konstrukce tak, aby síla hřídelového systému byla rovnoměrnější.
Nastavení a zamezení rezonanční frekvence: Přesně vypočítejte vlastní frekvenci systému hřídele a upravte vlastní frekvenci systému hřídele změnou strukturálních parametrů systému hřídele, jako je délka, průměr, modul pružnosti materiálu atd. nebo přidáním tlumičů, tlumičů a dalších zařízení do systému hřídele, aby se udržely mimo pracovní rychlost rotoru (100 000 ot./min), aby se zabránilo výskytu rezonance. Ve fázi návrhu produktu lze také použít technologii modální analýzy k předpovědi možných problémů s rezonancí a optimalizaci návrhu předem.
2.4 Kontrola prostředí
Řízení teploty a tepelný management: Navrhněte rozumný systém odvodu tepla, jako je přidání chladičů, použití nuceného chlazení vzduchem nebo kapalinového chlazení, abyste zajistili teplotní stabilitu rotorového systému během vysokorychlostního provozu. Přesně vypočítejte a kompenzujte tepelnou roztažnost klíčových součástí, jako jsou hřídele a ložiska, například pomocí vyhrazených tepelných roztažných mezer nebo použitím materiálů s odpovídajícími koeficienty tepelné roztažnosti, abyste zajistili, že přesnost přizpůsobení mezi součástmi nebude ovlivněna změnou teploty. Současně během provozu zařízení sledujte změny teploty v reálném čase a včas upravujte intenzitu odvodu tepla prostřednictvím systému regulace teploty, aby byla zachována teplotní stabilita systému.
3. Shrnutí
Výzkumníci z Hangzhou Magnet Power Technology Co., Ltd. provedli komplexní a hloubkovou analýzu faktorů ovlivňujících vibrace rotoru a identifikovali klíčové faktory vlastní nevyváženosti rotoru, výkonu a instalace ložisek, tuhosti hřídele a rezonance, faktorů prostředí a pracovní médium. V reakci na tyto faktory byla navržena řada plánů zlepšení a byly vysvětleny odpovídající technické prostředky. V následném výzkumu a vývoji budou pracovníci VaV tyto plány postupně implementovat, pečlivě sledovat vibrace rotoru a dále optimalizovat a upravovat podle skutečných výsledků tak, aby rotor mohl pracovat stabilněji a spolehlivěji při vysokorychlostním provozu. , poskytující silnou záruku pro zlepšení výkonu a technologické inovace produktů společnosti. Tato technická diskuse odráží nejen snahu pracovníků výzkumu a vývoje překonávat potíže, ale také odráží důraz společnosti na kvalitu produktů. Hangzhou Magnet Power Technology Co., Ltd. se zavázala poskytovat každému zákazníkovi vyšší kvalitu, lepší cenu a kvalitnější produkty, pouze vyvíjet produkty vhodné pro zákazníky a vytvářet profesionální řešení na jednom místě!
Čas odeslání: 22. listopadu 2024
