Während des Produktentwicklungsprozesses stellte die technische Forschungs- und Entwicklungsabteilung fest, dass der Rotor bei Erreichen von 100.000 Umdrehungen ein deutlicheres Vibrationsphänomen aufwies. Dieses Problem beeinträchtigt nicht nur die Leistungsstabilität des Produkts, sondern kann auch eine Gefahr für die Lebensdauer und Sicherheit der Geräte darstellen. Um die Grundursache des Problems gründlich zu analysieren und nach wirksamen Lösungen zu suchen, haben wir aktiv dieses technische Diskussionstreffen organisiert, um die Gründe zu untersuchen und zu analysieren.
1. Analyse der Faktoren der Rotorschwingung
1.1 Unwucht des Rotors selbst
Während des Herstellungsprozesses des Rotors kann es aufgrund ungleichmäßiger Materialverteilung, Bearbeitungsgenauigkeitsfehlern und anderen Gründen dazu kommen, dass sein Massenschwerpunkt nicht mit dem Rotationszentrum zusammenfällt. Bei hoher Rotationsgeschwindigkeit erzeugt dieses Ungleichgewicht eine Zentrifugalkraft, die Vibrationen verursacht. Auch wenn die Vibration bei niedriger Drehzahl nicht deutlich zu spüren ist, wird bei einer Drehzahlerhöhung auf 100.000 Umdrehungen die winzige Unwucht verstärkt, wodurch die Vibration zunimmt.
1.2 Lagerleistung und Einbau
Falsche Lagertypauswahl: Verschiedene Lagertypen haben unterschiedliche Tragfähigkeiten, Geschwindigkeitsgrenzen und Dämpfungseigenschaften. Wenn das ausgewählte Lager die Hochgeschwindigkeits- und Hochpräzisionsbetriebsanforderungen des Rotors bei 100.000 Umdrehungen nicht erfüllen kann, wie z. B. Kugellager, kann es bei hohen Geschwindigkeiten aufgrund von Reibung, Erwärmung und Verschleiß zwischen Kugel und Laufbahn zu Vibrationen kommen.
Unzureichende Lagereinbaugenauigkeit: Wenn die Koaxialitäts- und Vertikalitätsabweichungen des Lagers beim Einbau groß sind, wird der Rotor während der Drehung zusätzlichen radialen und axialen Kräften ausgesetzt, was zu Vibrationen führt. Darüber hinaus beeinträchtigt eine ungeeignete Lagervorspannung auch die Betriebsstabilität. Eine zu hohe oder unzureichende Vorspannung kann zu Vibrationsproblemen führen.
1.3 Steifigkeit und Resonanz des Wellensystems
Unzureichende Steifigkeit des Wellensystems: Faktoren wie Material, Durchmesser, Länge der Welle und die Anordnung der mit der Welle verbundenen Komponenten beeinflussen die Steifigkeit des Wellensystems. Wenn die Steifigkeit des Wellensystems schlecht ist, ist die Welle anfällig für Biegung und Verformung unter der Zentrifugalkraft, die durch die Hochgeschwindigkeitsrotation des Rotors erzeugt wird, was wiederum Vibrationen verursacht. Insbesondere bei Annäherung an die Eigenfrequenz des Wellensystems kann es zu Resonanzen kommen, wodurch die Vibration stark ansteigt.
Resonanzproblem: Das Rotorsystem hat eine eigene Eigenfrequenz. Wenn die Rotorgeschwindigkeit nahe oder gleich ihrer Eigenfrequenz liegt, tritt Resonanz auf. Bei einem Hochgeschwindigkeitsbetrieb von 100.000 U/min können selbst kleine äußere Anregungen wie Unwuchtkräfte, Luftströmungsstörungen usw., sobald sie an die Eigenfrequenz des Wellensystems angepasst sind, starke Resonanzschwingungen verursachen.
1.4 Umweltfaktoren
Temperaturänderungen: Während des Hochgeschwindigkeitsbetriebs des Rotors steigt die Systemtemperatur aufgrund der Erzeugung von Reibungswärme und aus anderen Gründen. Wenn die Wärmeausdehnungskoeffizienten von Komponenten wie Welle und Lager unterschiedlich sind oder die Wärmeableitungsbedingungen schlecht sind, ändert sich das Passungsspiel zwischen den Komponenten, was zu Vibrationen führt. Darüber hinaus können Schwankungen der Umgebungstemperatur auch Auswirkungen auf das Rotorsystem haben. In einer Umgebung mit niedrigen Temperaturen erhöht sich beispielsweise die Viskosität des Schmieröls, was die Schmierwirkung des Lagers beeinträchtigen und Vibrationen verursachen kann.
2. Verbesserungspläne und technische Mittel
2.1 Optimierung der dynamischen Rotorbalance
Verwenden Sie hochpräzise dynamische Auswuchtgeräte, um eine dynamische Auswuchtkorrektur am Rotor durchzuführen. Führen Sie zunächst einen vorläufigen dynamischen Auswuchttest bei niedriger Drehzahl durch, um die Unwucht des Rotors und seine Phase zu messen. Anschließend reduzieren Sie die Unwucht schrittweise, indem Sie an bestimmten Positionen des Rotors Gegengewichte hinzufügen oder entfernen. Nach Abschluss der vorläufigen Korrektur wird der Rotor zur Feineinstellung des dynamischen Auswuchtens auf eine hohe Drehzahl von 100.000 Umdrehungen angehoben, um sicherzustellen, dass die Unwucht des Rotors während des Hochgeschwindigkeitsbetriebs in einem sehr kleinen Bereich gehalten wird, wodurch die durch die Unwucht verursachten Vibrationen effektiv reduziert werden.
2.2 Lageroptimierungsauswahl und Präzisionsinstallation
Überdenken Sie die Lagerauswahl: Wählen Sie in Kombination mit Rotordrehzahl, Last, Betriebstemperatur und anderen Arbeitsbedingungen Lagertypen aus, die besser für den Hochgeschwindigkeitsbetrieb geeignet sind, z. B. Keramikkugellager, die die Vorteile eines geringen Gewichts und einer hohen Härte bieten , niedriger Reibungskoeffizient und hohe Temperaturbeständigkeit. Sie können bei einer hohen Drehzahl von 100.000 Umdrehungen für eine bessere Stabilität und geringere Vibrationen sorgen. Erwägen Sie gleichzeitig den Einsatz von Lagern mit guten Dämpfungseigenschaften, um Vibrationen wirksam zu absorbieren und zu unterdrücken.
Verbessern Sie die Genauigkeit der Lagerinstallation: Verwenden Sie fortschrittliche Installationstechnologie und hochpräzise Installationswerkzeuge, um die Koaxialitäts- und Vertikalitätsfehler während der Lagerinstallation innerhalb eines sehr kleinen Bereichs streng zu kontrollieren. Verwenden Sie beispielsweise ein Laser-Koaxialitätsmessgerät, um den Lagereinbauprozess in Echtzeit zu überwachen und anzupassen, um die Passgenauigkeit zwischen Welle und Lager sicherzustellen. Bestimmen Sie hinsichtlich der Lagervorspannung je nach Art und spezifischen Arbeitsbedingungen des Lagers den geeigneten Vorspannungswert durch genaue Berechnung und Experimente und verwenden Sie ein spezielles Vorspanngerät, um die Vorspannung anzuwenden und anzupassen, um die Stabilität des Lagers bei hohen Belastungen sicherzustellen -Geschwindigkeitsbetrieb.
2.3 Stärkung der Steifigkeit des Wellensystems und Vermeidung von Resonanzen
Optimierung des Schachtsystemdesigns: Durch Finite-Elemente-Analyse und andere Maßnahmen wird die Schachtstruktur optimiert und konstruiert und die Steifigkeit des Schachtsystems durch Vergrößerung des Schachtdurchmessers, Verwendung hochfester Materialien oder Änderung des Querschnitts verbessert Form der Welle, um die Biegeverformung der Welle bei Hochgeschwindigkeitsrotation zu reduzieren. Gleichzeitig wird die Anordnung der Komponenten auf der Welle sinnvoll angepasst, um die Auslegerstruktur zu reduzieren und so die Kraft des Wellensystems gleichmäßiger zu machen.
Resonanzfrequenz anpassen und vermeiden: Berechnen Sie die Eigenfrequenz des Wellensystems genau und passen Sie die Eigenfrequenz des Wellensystems an, indem Sie die Strukturparameter des Wellensystems wie Länge, Durchmesser, Elastizitätsmodul des Materials usw. ändern. , oder das Hinzufügen von Dämpfern, Stoßdämpfern und anderen Vorrichtungen zum Wellensystem, um es von der Arbeitsgeschwindigkeit des Rotors (100.000 U/min) fernzuhalten, um das Auftreten von Resonanzen zu vermeiden. In der Phase des Produktdesigns kann die Modalanalysetechnologie auch verwendet werden, um mögliche Resonanzprobleme vorherzusagen und das Design im Voraus zu optimieren.
2.4 Umweltkontrolle
Temperaturkontrolle und Wärmemanagement: Entwerfen Sie ein angemessenes Wärmeableitungssystem, z. B. durch Hinzufügen von Kühlkörpern, Verwendung von Zwangsluftkühlung oder Flüssigkeitskühlung, um die Temperaturstabilität des Rotorsystems während des Hochgeschwindigkeitsbetriebs sicherzustellen. Berechnen und kompensieren Sie die Wärmeausdehnung wichtiger Komponenten wie Wellen und Lager genau, indem Sie beispielsweise reservierte Wärmeausdehnungsspalte oder Materialien mit passenden Wärmeausdehnungskoeffizienten verwenden, um sicherzustellen, dass die Anpassungsgenauigkeit zwischen Komponenten bei Temperaturänderungen nicht beeinträchtigt wird. Überwachen Sie gleichzeitig während des Betriebs des Geräts die Temperaturänderungen in Echtzeit und passen Sie die Wärmeableitungsintensität rechtzeitig über das Temperaturkontrollsystem an, um die Temperaturstabilität des Systems aufrechtzuerhalten.
3. Zusammenfassung
Die Forscher von Hangzhou Magnet Power Technology Co., Ltd. führten eine umfassende und eingehende Analyse der Faktoren durch, die die Rotorvibration beeinflussen, und identifizierten die Schlüsselfaktoren für die Unwucht des Rotors selbst, die Lagerleistung und -installation, die Wellensteifigkeit und -resonanz, Umweltfaktoren usw Arbeitsmedium. Als Reaktion auf diese Faktoren wurden eine Reihe von Verbesserungsplänen vorgeschlagen und die entsprechenden technischen Mittel erläutert. In der anschließenden Forschung und Entwicklung wird das Forschungs- und Entwicklungspersonal diese Pläne schrittweise umsetzen, die Vibration des Rotors genau überwachen und entsprechend den tatsächlichen Ergebnissen weiter optimieren und anpassen, um sicherzustellen, dass der Rotor im Hochgeschwindigkeitsbetrieb stabiler und zuverlässiger arbeiten kann , was eine starke Garantie für die Leistungsverbesserung und technologische Innovation der Produkte des Unternehmens darstellt. Diese technische Diskussion spiegelt nicht nur den Geist des Forschungs- und Entwicklungspersonals wider, Schwierigkeiten zu überwinden, sondern spiegelt auch den Schwerpunkt des Unternehmens auf Produktqualität wider. Hangzhou Magnet Power Technology Co., Ltd. ist bestrebt, jedem Kunden Produkte von höherer Qualität, besserem Preis und besserer Qualität zu bieten, indem nur für Kunden geeignete Produkte entwickelt und professionelle Lösungen aus einer Hand geschaffen werden!
Zeitpunkt der Veröffentlichung: 22. November 2024
