Počas procesu vývoja produktu oddelenie technického výskumu a vývoja zistilo, že rotor má pri dosiahnutí 100 000 otáčok zreteľnejší jav vibrácií. Tento problém ovplyvňuje nielen stabilitu výkonu produktu, ale môže predstavovať aj hrozbu pre životnosť a bezpečnosť zariadenia. Aby sme do hĺbky analyzovali hlavnú príčinu problému a hľadali efektívne riešenia, aktívne sme zorganizovali toto technické diskusné stretnutie, aby sme študovali a analyzovali dôvody.
1. Analýza faktorov vibrácií rotora
1.1 Nevyváženosť samotného rotora
Počas výrobného procesu rotora sa v dôsledku nerovnomerného rozloženia materiálu, chýb presnosti obrábania a iných dôvodov jeho ťažisko nemusí zhodovať so stredom otáčania. Pri otáčaní vysokou rýchlosťou bude táto nerovnováha generovať odstredivú silu, ktorá spôsobí vibrácie. Aj keď vibrácie nie sú pri nízkej rýchlosti zreteľné, keď sa rýchlosť zvýši na 100 000 otáčok, malá nerovnováha sa zosilní, čo spôsobí zosilnenie vibrácií.
1.2 Výkon ložísk a montáž
Nesprávny výber typu ložiska: Rôzne typy ložísk majú rôznu nosnosť, rýchlostné limity a charakteristiky tlmenia. Ak vybrané ložisko nemôže spĺňať požiadavky na vysokorýchlostnú a vysoko presnú prevádzku rotora pri 100 000 otáčkach, ako napríklad guľkové ložiská, pri vysokých rýchlostiach môže dochádzať k vibráciám v dôsledku trenia, zahrievania a opotrebovania medzi guľôčkou a obežnou dráhou.
Nedostatočná presnosť inštalácie ložiska: Ak sú odchýlky súososti a zvislosti ložiska počas montáže veľké, rotor bude počas otáčania vystavený dodatočným radiálnym a axiálnym silám, čo spôsobí vibrácie. Okrem toho nevhodné predpätie ložiska ovplyvní aj jeho prevádzkovú stabilitu. Nadmerné alebo nedostatočné predpätie môže spôsobiť problémy s vibráciami.
1.3 Tuhosť a rezonancia hriadeľového systému
Nedostatočná tuhosť systému hriadeľa: Faktory, ako je materiál, priemer, dĺžka hriadeľa a usporiadanie komponentov pripojených k hriadeľu, ovplyvnia tuhosť systému hriadeľa. Keď je tuhosť systému hriadeľa nízka, hriadeľ je náchylný na ohýbanie a deformáciu vplyvom odstredivej sily generovanej vysokorýchlostným otáčaním rotora, čo zase spôsobuje vibrácie. Najmä pri približovaní sa k vlastnej frekvencii hriadeľového systému je náchylná na vznik rezonancie, ktorá spôsobuje prudké zvýšenie vibrácií.
Problém rezonancie: Systém rotora má svoju vlastnú vlastnú frekvenciu. Keď je rýchlosť rotora blízka alebo rovná jeho vlastnej frekvencii, dôjde k rezonancii. Pri vysokorýchlostnej prevádzke 100 000 otáčok za minútu môžu dokonca aj malé vonkajšie budenia, ako sú nevyvážené sily, poruchy prúdenia vzduchu atď., po zosúladení s prirodzenou frekvenciou systému hriadeľa spôsobiť silné rezonančné vibrácie.
1.4 Faktory prostredia
Zmeny teploty: Počas vysokorýchlostnej prevádzky rotora sa teplota systému zvýši v dôsledku vytvárania tepla trením a iných dôvodov. Ak sú koeficienty tepelnej rozťažnosti komponentov, ako je hriadeľ a ložisko, odlišné, alebo sú podmienky pre odvod tepla zlé, medzi komponentmi sa zmení vôľa, čo spôsobí vibrácie. Okrem toho kolísanie teploty okolia môže tiež ovplyvniť rotorový systém. Napríklad v prostredí s nízkou teplotou sa zvyšuje viskozita mazacieho oleja, čo môže ovplyvniť mazací účinok ložiska a spôsobiť vibrácie.
2. Plány na zlepšenie a technické prostriedky
2.1 Optimalizácia dynamického vyváženia rotora
Na vykonanie dynamickej korekcie vyváženia na rotore použite vysoko presné dynamické vyvažovacie zariadenie. Najprv vykonajte predbežný test dynamického vyváženia pri nízkej rýchlosti, aby ste zmerali nevyváženosť rotora a jeho fázu, a potom nevyváženosť postupne znižujte pridávaním alebo odstraňovaním protizávaží na konkrétnych miestach rotora. Po dokončení predbežnej korekcie sa rotor zdvihne na vysokú rýchlosť 100 000 otáčok pre jemné dynamické nastavenie vyváženia, aby sa zabezpečilo, že nevyváženosť rotora bude počas vysokorýchlostnej prevádzky riadená vo veľmi malom rozsahu, čím sa účinne znížia vibrácie spôsobené nevyváženosťou.
2.2 Výber optimalizácie ložísk a presná inštalácia
Prehodnoťte výber ložísk: V kombinácii s rýchlosťou rotora, zaťažením, prevádzkovou teplotou a inými pracovnými podmienkami vyberte typy ložísk, ktoré sú vhodnejšie pre vysokorýchlostnú prevádzku, ako sú keramické guľôčkové ložiská, ktoré majú výhody nízkej hmotnosti, vysokej tvrdosti , nízky koeficient trenia a odolnosť voči vysokej teplote. Dokážu poskytnúť lepšiu stabilitu a nižšiu úroveň vibrácií pri vysokej rýchlosti 100 000 otáčok. Zároveň zvážte použitie ložísk s dobrými tlmiacimi charakteristikami, ktoré účinne absorbujú a potláčajú vibrácie.
Zlepšite presnosť inštalácie ložísk: Použite pokročilú inštalačnú technológiu a vysoko presné inštalačné nástroje na prísne riadenie chýb koaxiálnosti a zvislosti počas inštalácie ložísk vo veľmi malom rozsahu. Napríklad použite prístroj na meranie laserovej koaxiálnosti na monitorovanie a úpravu procesu inštalácie ložiska v reálnom čase, aby ste zabezpečili presnosť zhody medzi hriadeľom a ložiskom. Pokiaľ ide o predpätie ložiska, podľa typu a konkrétnych pracovných podmienok ložiska určte pomocou presného výpočtu a experimentu vhodnú hodnotu predpätia a pomocou špeciálneho zariadenia na predpätie aplikujte a upravte predpätie tak, aby bola zabezpečená stabilita ložiska pri vysokých - rýchlostná prevádzka.
2.3 Posilnenie tuhosti hriadeľového systému a zabránenie rezonancii
Optimalizácia konštrukcie hriadeľového systému: Prostredníctvom analýzy konečných prvkov a iných prostriedkov je štruktúra hriadeľa optimalizovaná a navrhnutá a tuhosť systému hriadeľa je vylepšená zväčšením priemeru hriadeľa, použitím vysokopevnostných materiálov alebo zmenou prierezu. tvar hriadeľa, aby sa znížila ohybová deformácia hriadeľa pri vysokorýchlostnej rotácii. Zároveň je rozmiestnenie komponentov na hriadeli rozumne upravené tak, aby sa zmenšila konzolová konštrukcia tak, aby sila hriadeľového systému bola rovnomernejšia.
Úprava a zabránenie rezonančnej frekvencii: Presne vypočítajte prirodzenú frekvenciu systému hriadeľa a upravte prirodzenú frekvenciu systému hriadeľa zmenou štrukturálnych parametrov systému hriadeľa, ako je dĺžka, priemer, modul pružnosti materiálu atď. , alebo pridanie tlmičov, tlmičov a iných zariadení do systému hriadeľa, aby sa udržal mimo pracovnej rýchlosti rotora (100 000 ot./min), aby sa predišlo výskytu rezonancie. Vo fáze návrhu produktu možno technológiu modálnej analýzy použiť aj na predpovedanie možných problémov s rezonanciou a na optimalizáciu návrhu vopred.
2.4 Kontrola životného prostredia
Regulácia teploty a tepelný manažment: Navrhnite primeraný systém odvodu tepla, ako je pridanie chladičov, použitie núteného chladenia vzduchom alebo chladenia kvapalinou, aby ste zabezpečili teplotnú stabilitu rotorového systému počas vysokorýchlostnej prevádzky. Presne vypočítajte a kompenzujte tepelnú rozťažnosť kľúčových komponentov, ako sú hriadele a ložiská, napríklad použitím vyhradených medzier tepelnej rozťažnosti alebo použitím materiálov so zodpovedajúcimi koeficientmi tepelnej rozťažnosti, aby ste zabezpečili, že presnosť zhody medzi komponentmi nebude ovplyvnená zmenou teploty. Zároveň počas prevádzky zariadenia monitorujte zmeny teploty v reálnom čase a včas upravte intenzitu rozptylu tepla prostredníctvom systému regulácie teploty, aby ste zachovali teplotnú stabilitu systému.
3. Zhrnutie
Výskumníci z Hangzhou Magnet Power Technology Co., Ltd. vykonali komplexnú a hĺbkovú analýzu faktorov ovplyvňujúcich vibrácie rotora a identifikovali kľúčové faktory vlastnej nevyváženosti rotora, výkonu a inštalácie ložísk, tuhosti hriadeľa a rezonancie, environmentálnych faktorov a pracovné médium. V reakcii na tieto faktory bol navrhnutý rad plánov na zlepšenie a boli vysvetlené zodpovedajúce technické prostriedky. V následnom výskume a vývoji budú pracovníci výskumu a vývoja postupne implementovať tieto plány, pozorne sledovať vibrácie rotora a ďalej optimalizovať a nastavovať podľa skutočných výsledkov tak, aby rotor mohol pracovať stabilnejšie a spoľahlivejšie pri vysokorýchlostnej prevádzke. , ktorá poskytuje silnú záruku na zlepšenie výkonu a technologickú inováciu produktov spoločnosti. Táto technická diskusia odzrkadľuje nielen ducha pracovníkov výskumu a vývoja prekonávať ťažkosti, ale odráža aj dôraz spoločnosti na kvalitu produktov. Spoločnosť Hangzhou Magnet Power Technology Co., Ltd. sa zaviazala poskytovať každému zákazníkovi vyššiu kvalitu, lepšiu cenu a kvalitnejšie produkty, iba vyvíjať produkty vhodné pre zákazníkov a vytvárať profesionálne riešenia na jednom mieste!
Čas odoslania: 22. novembra 2024
