В процессе разработки продукта отдел технических исследований и разработок обнаружил, что явление вибрации ротора становится более очевидным, когда он достигает 100 000 оборотов. Эта проблема не только влияет на стабильность работы изделия, но также может представлять угрозу сроку службы и безопасности оборудования. Чтобы глубоко проанализировать основную причину проблемы и найти эффективные решения, мы активно организовали это техническое обсуждение для изучения и анализа причин.
1. Анализ факторов вибрации ротора.
1.1 Разбалансировка самого ротора
В процессе изготовления ротора из-за неравномерного распределения материала, погрешностей точности обработки и других причин его центр масс может не совпадать с центром вращения. При вращении на высокой скорости этот дисбаланс создаст центробежную силу, которая вызовет вибрацию. Даже если вибрация не заметна на низкой скорости, по мере увеличения скорости до 100 000 оборотов небольшой дисбаланс будет усиливаться, вызывая усиление вибрации.
1.2 Характеристики подшипников и их установка
Неправильный выбор типа подшипника. Различные типы подшипников имеют разную несущую способность, пределы скорости и характеристики демпфирования. Если выбранный подшипник не может соответствовать требованиям высокоскоростной и высокоточной работы ротора при 100 000 оборотов, например шарикоподшипники, на высоких скоростях может возникнуть вибрация из-за трения, нагрева и износа между шариком и дорожкой качения.
Недостаточная точность установки подшипника. Если во время установки отклонения подшипника от соосности и вертикальности велики, ротор будет подвергаться дополнительным радиальным и осевым силам во время вращения, вызывая тем самым вибрацию. Кроме того, несоответствующая предварительная нагрузка подшипника также повлияет на его рабочую стабильность. Чрезмерная или недостаточная предварительная нагрузка может вызвать проблемы с вибрацией.
1.3 Жесткость и резонанс системы валов
Недостаточная жесткость системы вала: такие факторы, как материал, диаметр, длина вала и расположение компонентов, соединенных с валом, будут влиять на жесткость системы вала. Когда жесткость системы вала недостаточна, вал склонен к изгибу и деформации под действием центробежной силы, создаваемой высокоскоростным вращением ротора, что, в свою очередь, вызывает вибрацию. Особенно при приближении к собственной частоте системы вала может возникнуть резонанс, вызывающий резкое увеличение вибрации.
Проблема резонанса: роторная система имеет собственную частоту. Когда скорость ротора близка или равна его собственной частоте, возникает резонанс. При работе на высокой скорости 100 000 об/мин даже небольшие внешние воздействия, такие как неуравновешенные силы, возмущения воздушного потока и т. д., согласованные с собственной частотой системы вала, могут вызвать сильную резонансную вибрацию.
1.4 Факторы окружающей среды
Изменения температуры: во время работы ротора на высокой скорости температура системы будет повышаться из-за выделения тепла при трении и по другим причинам. Если коэффициенты теплового расширения таких компонентов, как вал и подшипник, различаются или условия отвода тепла плохие, посадочный зазор между компонентами изменится, что приведет к вибрации. Кроме того, на роторную систему могут повлиять и колебания температуры окружающей среды. Например, в условиях низкой температуры вязкость смазочного масла увеличивается, что может повлиять на смазочный эффект подшипника и вызвать вибрацию.
2. Планы усовершенствований и технические средства.
2.1 Оптимизация динамического баланса ротора
Используйте высокоточное оборудование для динамической балансировки для выполнения динамической коррекции баланса ротора. Сначала выполните предварительную динамическую балансировку на низкой скорости, чтобы измерить дисбаланс ротора и его фазу, а затем постепенно уменьшайте дисбаланс, добавляя или удаляя противовесы в определенных положениях ротора. После завершения предварительной коррекции ротор поднимается до высокой скорости в 100 000 оборотов для точной регулировки динамической балансировки, чтобы гарантировать, что дисбаланс ротора контролируется в очень небольшом диапазоне во время работы на высоких скоростях, тем самым эффективно снижая вибрацию, вызванную дисбалансом.
2.2 Выбор оптимального подшипника и точная установка
Пересмотрите выбор подшипников: с учетом скорости ротора, нагрузки, рабочей температуры и других условий работы выберите типы подшипников, которые больше подходят для работы на высоких скоростях, например керамические шарикоподшипники, которые обладают преимуществами легкого веса и высокой твердости. , низкий коэффициент трения и высокая термостойкость. Они могут обеспечить лучшую стабильность и более низкий уровень вибрации на высокой скорости в 100 000 оборотов. В то же время рассмотрите возможность использования подшипников с хорошими демпфирующими характеристиками для эффективного поглощения и подавления вибрации.
Повысьте точность установки подшипника: используйте передовые технологии установки и высокоточные монтажные инструменты, чтобы строго контролировать ошибки соосности и вертикальности во время установки подшипника в очень небольшом диапазоне. Например, используйте лазерный прибор для измерения соосности, чтобы отслеживать и корректировать процесс установки подшипника в режиме реального времени, чтобы обеспечить точность соответствия между валом и подшипником. Что касается предварительного натяга подшипника, в зависимости от типа и конкретных условий работы подшипника определите подходящее значение предварительного натяга путем точного расчета и эксперимента и используйте специальное устройство предварительного натяга для приложения и регулировки предварительного натяга, чтобы обеспечить стабильность подшипника при высоких нагрузках. -скоростная работа.
2.3 Усиление жесткости системы валов и избежание резонанса
Оптимизация конструкции системы вала: с помощью анализа методом конечных элементов и других средств конструкция вала оптимизируется и проектируется, а жесткость системы вала повышается за счет увеличения диаметра вала, использования высокопрочных материалов или изменения поперечного сечения. форму вала, чтобы уменьшить изгибную деформацию вала при высокоскоростном вращении. В то же время расположение компонентов на валу разумно скорректировано, чтобы уменьшить консольную конструкцию и сделать усилие системы вала более равномерным.
Регулировка и избежание резонансной частоты: точно рассчитайте собственную частоту системы вала и отрегулируйте собственную частоту системы вала, изменяя структурные параметры системы вала, такие как длина, диаметр, модуль упругости материала и т. д. , или добавление в систему вала демпферов, амортизаторов и других устройств, чтобы удержать ее от рабочей скорости ротора (100 000 об/мин) во избежание возникновения резонанса. На этапе проектирования продукта также можно использовать технологию модального анализа для прогнозирования возможных проблем с резонансом и предварительной оптимизации конструкции.
2.4 Экологический контроль
Контроль температуры и управление температурным режимом. Разработайте разумную систему отвода тепла, например, добавив радиаторы, используя принудительное воздушное или жидкостное охлаждение, чтобы обеспечить температурную стабильность роторной системы во время работы на высоких скоростях. Точно рассчитывайте и компенсируйте тепловое расширение ключевых компонентов, таких как валы и подшипники, например, используя зарезервированные зазоры для теплового расширения или используя материалы с соответствующими коэффициентами теплового расширения, чтобы гарантировать, что изменение температуры не повлияет на точность согласования между компонентами. В то же время во время работы оборудования отслеживайте изменения температуры в режиме реального времени и вовремя регулируйте интенсивность отвода тепла через систему контроля температуры для поддержания температурной стабильности системы.
3. Резюме
Исследователи компании Hangzhou Magnet Power Technology Co., Ltd. провели всесторонний и углубленный анализ факторов, влияющих на вибрацию ротора, и определили ключевые факторы собственного дисбаланса ротора, характеристик и установки подшипников, жесткости и резонанса вала, факторов окружающей среды и рабочая среда. В ответ на эти факторы был предложен ряд планов улучшений и объяснены соответствующие технические средства. В ходе последующих исследований и разработок сотрудники отдела исследований и разработок будут постепенно реализовывать эти планы, внимательно следить за вибрацией ротора, а также дополнительно оптимизировать и корректировать его в соответствии с фактическими результатами, чтобы обеспечить более стабильную и надежную работу ротора во время работы на высоких скоростях. , обеспечивая надежную гарантию улучшения производительности и технологических инноваций продукции компании. Эта техническая дискуссия не только отражает стремление научно-исследовательского персонала преодолевать трудности, но также отражает акцент компании на качестве продукции. Hangzhou Magnet Power Technology Co., Ltd. стремится предоставлять каждому клиенту продукцию более высокого качества, лучшей цены и лучшего качества, разрабатывая только продукты, подходящие для клиентов, и создавая профессиональные универсальные решения!
Время публикации: 22 ноября 2024 г.
