Au cours du processus de développement du produit, le département de recherche et développement technique a constaté que le rotor présentait un phénomène de vibration plus évident lorsqu'il atteignait 100 000 tours. Ce problème affecte non seulement la stabilité des performances du produit, mais peut également constituer une menace pour la durée de vie et la sécurité de l'équipement. Afin d'analyser en profondeur la cause profonde du problème et de rechercher des solutions efficaces, nous avons activement organisé cette réunion de discussion technique pour étudier et analyser les raisons.
1. Analyse des facteurs de vibration du rotor
1.1 Déséquilibre du rotor lui-même
Pendant le processus de fabrication du rotor, en raison d'une répartition inégale des matériaux, d'erreurs de précision d'usinage et d'autres raisons, son centre de masse peut ne pas coïncider avec le centre de rotation. Lors d’une rotation à grande vitesse, ce déséquilibre va générer une force centrifuge, qui va provoquer des vibrations. Même si la vibration n'est pas évidente à basse vitesse, à mesure que la vitesse augmente jusqu'à 100 000 tours, le petit déséquilibre sera amplifié, provoquant une intensification de la vibration.
1.2 Performances et installation des roulements
Sélection incorrecte du type de roulement : différents types de roulements ont des capacités de charge, des limites de vitesse et des caractéristiques d'amortissement différentes. Si le roulement sélectionné ne peut pas répondre aux exigences de fonctionnement à grande vitesse et de haute précision du rotor à 100 000 tours, comme les roulements à billes, des vibrations peuvent se produire à des vitesses élevées en raison de la friction, de l'échauffement et de l'usure entre la bille et le chemin de roulement.
Précision d'installation du roulement insuffisante : si les écarts de coaxialité et de verticalité du roulement sont importants lors de l'installation, le rotor sera soumis à des forces radiales et axiales supplémentaires pendant la rotation, provoquant ainsi des vibrations. De plus, une précharge inappropriée du roulement affectera également sa stabilité de fonctionnement. Une précharge excessive ou insuffisante peut provoquer des problèmes de vibrations.
1.3 Rigidité et résonance du système d'arbre
Rigidité insuffisante du système d'arbre : des facteurs tels que le matériau, le diamètre, la longueur de l'arbre et la disposition des composants connectés à l'arbre affecteront la rigidité du système d'arbre. Lorsque la rigidité du système d'arbre est faible, l'arbre est sujet à la flexion et à la déformation sous la force centrifuge générée par la rotation à grande vitesse du rotor, ce qui provoque à son tour des vibrations. En particulier à l'approche de la fréquence naturelle du système d'arbre, une résonance est susceptible de se produire, provoquant une forte augmentation des vibrations.
Problème de résonance : Le système rotor a sa propre fréquence propre. Lorsque la vitesse du rotor est proche ou égale à sa fréquence naturelle, une résonance se produit. En fonctionnement à grande vitesse de 100 000 tr/min, même de petites excitations externes, telles que des forces déséquilibrées, des perturbations du flux d'air, etc., une fois mises en correspondance avec la fréquence naturelle du système d'arbre, peuvent provoquer de fortes vibrations de résonance.
1.4 Facteurs environnementaux
Changements de température : pendant le fonctionnement à grande vitesse du rotor, la température du système augmentera en raison de la génération de chaleur par friction et d'autres raisons. Si les coefficients de dilatation thermique des composants tels que l'arbre et le roulement sont différents, ou si les conditions de dissipation thermique sont mauvaises, le jeu d'ajustement entre les composants changera, provoquant des vibrations. De plus, les fluctuations de la température ambiante peuvent également affecter le système de rotor. Par exemple, dans un environnement à basse température, la viscosité de l'huile lubrifiante augmente, ce qui peut affecter l'effet lubrifiant du roulement et provoquer des vibrations.
2. Plans d'amélioration et moyens techniques
2.1 Optimisation de l'équilibre dynamique du rotor
Utilisez un équipement d'équilibrage dynamique de haute précision pour effectuer une correction d'équilibre dynamique sur le rotor. Tout d'abord, effectuez un test préliminaire d'équilibrage dynamique à basse vitesse pour mesurer le balourd du rotor et sa phase, puis réduisez progressivement le balourd en ajoutant ou en supprimant des contrepoids à des positions spécifiques sur le rotor. Après avoir terminé la correction préliminaire, le rotor est élevé à une vitesse élevée de 100 000 tours pour un réglage précis de l'équilibrage dynamique afin de garantir que le déséquilibre du rotor est contrôlé dans une très petite plage pendant le fonctionnement à grande vitesse, réduisant ainsi efficacement les vibrations provoquées par le déséquilibre.
2.2 Sélection d'optimisation des roulements et installation de précision
Réévaluez la sélection des roulements : en combinaison avec la vitesse du rotor, la charge, la température de fonctionnement et d'autres conditions de travail, sélectionnez des types de roulements plus adaptés au fonctionnement à grande vitesse, tels que les roulements à billes en céramique, qui présentent les avantages d'un poids léger et d'une dureté élevée. , faible coefficient de frottement et résistance aux températures élevées. Ils peuvent offrir une meilleure stabilité et des niveaux de vibrations inférieurs à une vitesse élevée de 100 000 tours. Dans le même temps, envisagez d’utiliser des roulements dotés de bonnes caractéristiques d’amortissement pour absorber et supprimer efficacement les vibrations.
Améliorer la précision de l'installation des roulements : utilisez une technologie d'installation avancée et des outils d'installation de haute précision pour contrôler strictement les erreurs de coaxialité et de verticalité lors de l'installation des roulements dans une très petite plage. Par exemple, utilisez un instrument de mesure de coaxialité laser pour surveiller et ajuster le processus d'installation du roulement en temps réel afin de garantir la précision de correspondance entre l'arbre et le roulement. En termes de précharge du roulement, en fonction du type et des conditions de travail spécifiques du roulement, déterminez la valeur de précharge appropriée grâce à un calcul et une expérience précis, et utilisez un dispositif de précharge spécial pour appliquer et ajuster la précharge afin d'assurer la stabilité du roulement pendant des périodes élevées. -fonctionnement rapide.
2.3 Renforcer la rigidité du système d'arbre et éviter les résonances
Optimisation de la conception du système d'arbre : grâce à l'analyse par éléments finis et à d'autres moyens, la structure de l'arbre est optimisée et conçue, et la rigidité du système d'arbre est améliorée en augmentant le diamètre de l'arbre, en utilisant des matériaux à haute résistance ou en modifiant la section transversale. forme de l'arbre, de manière à réduire la déformation par flexion de l'arbre lors d'une rotation à grande vitesse. Dans le même temps, la disposition des composants sur l'arbre est raisonnablement ajustée pour réduire la structure en porte-à-faux afin que la force du système d'arbre soit plus uniforme.
Ajuster et éviter la fréquence de résonance : calculez avec précision la fréquence naturelle du système d'arbre et ajustez la fréquence naturelle du système d'arbre en modifiant les paramètres structurels du système d'arbre, tels que la longueur, le diamètre, le module élastique du matériau, etc. , ou l'ajout d'amortisseurs, d'amortisseurs et d'autres dispositifs au système d'arbre pour le maintenir éloigné de la vitesse de travail du rotor (100 000 tr/min) afin d'éviter l'apparition de résonance. Lors de la phase de conception du produit, la technologie d’analyse modale peut également être utilisée pour prédire d’éventuels problèmes de résonance et optimiser la conception à l’avance.
2.4 Contrôle environnemental
Contrôle de la température et gestion thermique : concevez un système de dissipation thermique raisonnable, tel que l'ajout de dissipateurs de chaleur, en utilisant un refroidissement par air forcé ou un refroidissement liquide, pour assurer la stabilité de la température du système de rotor pendant un fonctionnement à grande vitesse. Calculez et compensez avec précision la dilatation thermique des composants clés tels que les arbres et les roulements, par exemple en utilisant des espaces de dilatation thermique réservés ou en utilisant des matériaux avec des coefficients de dilatation thermique correspondants, pour garantir que la précision de correspondance entre les composants n'est pas affectée lorsque la température change. En même temps, pendant le fonctionnement de l'équipement, surveillez les changements de température en temps réel et ajustez l'intensité de la dissipation thermique dans le temps via le système de contrôle de la température pour maintenir la stabilité de la température du système.
3. Résumé
Les chercheurs de Hangzhou Magnet Power Technology Co., Ltd. ont mené une analyse complète et approfondie des facteurs affectant les vibrations du rotor et ont identifié les facteurs clés du déséquilibre du rotor, des performances et de l'installation des roulements, de la rigidité et de la résonance de l'arbre, des facteurs environnementaux et milieu de travail. En réponse à ces facteurs, une série de plans d'amélioration ont été proposés et les moyens techniques correspondants ont été expliqués. Dans les recherches et développements ultérieurs, le personnel de R&D mettra progressivement en œuvre ces plans, surveillera de près les vibrations du rotor, puis optimisera et ajustera davantage en fonction des résultats réels pour garantir que le rotor puisse fonctionner de manière plus stable et fiable pendant un fonctionnement à grande vitesse. , offrant une forte garantie pour l'amélioration des performances et l'innovation technologique des produits de l'entreprise. Cette discussion technique reflète non seulement l'esprit du personnel de R&D pour surmonter les difficultés, mais reflète également l'accent mis par l'entreprise sur la qualité des produits. Hangzhou Magnet Power Technology Co., Ltd. s'engage à fournir à chaque client des produits de meilleure qualité, à meilleur prix et de meilleure qualité, en développant uniquement des produits adaptés aux clients et en créant des solutions professionnelles uniques !
Heure de publication : 22 novembre 2024
