У процесі розробки продукту відділ технічних досліджень і розробок виявив, що ротор мав більш очевидний феномен вібрації, коли він досягав 100 000 обертів. Ця проблема не тільки впливає на стабільність роботи продукту, але також може становити загрозу для терміну служби та безпеки обладнання. Щоб глибоко проаналізувати першопричину проблеми та знайти ефективні рішення, ми активно організували цю технічну дискусійну зустріч для вивчення та аналізу причин.
1. Аналіз факторів вібрації ротора
1.1 Дисбаланс самого ротора
У процесі виготовлення ротора через нерівномірний розподіл матеріалу, похибки точності обробки та інші причини його центр мас може не збігатися з центром обертання. При обертанні на високій швидкості цей дисбаланс буде створювати відцентрову силу, яка спричинить вібрацію. Навіть якщо вібрація не помітна на низькій швидкості, коли швидкість збільшується до 100 000 обертів, невеликий дисбаланс буде посилюватися, викликаючи посилення вібрації.
1.2 Робота підшипника та його встановлення
Неправильний вибір типу підшипника: різні типи підшипників мають різну несучу здатність, обмеження швидкості та характеристики демпфування. Якщо вибраний підшипник не може відповідати вимогам високої швидкості та високої точності роботи ротора при 100 000 обертів, наприклад кулькові підшипники, на високих швидкостях може виникнути вібрація через тертя, нагрівання та знос між кулькою та доріжкою кочення.
Недостатня точність встановлення підшипника: якщо відхилення співвісності та вертикальності підшипника значні під час встановлення, ротор піддаватиметься додатковим радіальним та осьовим зусиллям під час обертання, що спричинить вібрацію. Крім того, невідповідне попереднє натяг підшипника також вплине на його робочу стабільність. Надмірне або недостатнє попереднє навантаження може спричинити проблеми з вібрацією.
1.3 Жорсткість і резонанс системи валу
Недостатня жорсткість системи валу: такі фактори, як матеріал, діаметр, довжина валу та розташування компонентів, підключених до валу, впливатимуть на жорсткість системи валу. Коли жорсткість системи валів низька, вал схильний до згинання та деформації під дією відцентрової сили, що створюється високошвидкісним обертанням ротора, що, у свою чергу, викликає вібрацію. Особливо при наближенні до власної частоти системи валу може виникнути резонанс, що спричиняє різке збільшення вібрації.
Проблема резонансу: система ротора має власну частоту. Коли швидкість ротора наближається до його власної частоти або дорівнює їй, виникає резонанс. При роботі на високій швидкості 100 000 об/хв навіть невеликі зовнішні збудження, такі як незбалансовані сили, збурення повітряного потоку тощо, щойно узгоджені з власною частотою системи вала, можуть викликати сильну резонансну вібрацію.
1.4 Фактори зовнішнього середовища
Зміни температури: під час високошвидкісної роботи ротора температура системи підвищиться через утворення тепла від тертя та з інших причин. Якщо коефіцієнти теплового розширення таких компонентів, як вал і підшипник, відрізняються або умови розсіювання тепла погані, зазор між компонентами зміниться, що спричинить вібрацію. Крім того, коливання температури навколишнього середовища також можуть впливати на систему ротора. Наприклад, у середовищі з низькою температурою в’язкість мастила збільшується, що може вплинути на ефект змащування підшипника та викликати вібрацію.
2. Плани вдосконалення та технічні засоби
2.1 Оптимізація динамічного балансу ротора
Для корекції динамічного балансу ротора використовуйте високоточне обладнання для динамічного балансування. Спочатку виконайте попередній тест на динамічне балансування на низькій швидкості, щоб виміряти дисбаланс ротора та його фазу, а потім поступово зменшуйте дисбаланс, додаючи або видаляючи противаги в певних положеннях ротора. Після завершення попередньої корекції ротор піднімається до високої швидкості 100 000 обертів для точного регулювання динамічного балансування, щоб забезпечити контроль дисбалансу ротора в дуже малому діапазоні під час роботи на високій швидкості, тим самим ефективно зменшуючи вібрацію, викликану дисбалансом.
2.2 Вибір оптимізації підшипника та точне встановлення
Переоцініть вибір підшипника: у поєднанні з частотою обертання ротора, навантаженням, робочою температурою та іншими робочими умовами виберіть типи підшипників, які більше підходять для високошвидкісної роботи, наприклад керамічні кулькові підшипники, перевагами яких є легка вага, висока твердість , низький коефіцієнт тертя та стійкість до високих температур. Вони можуть забезпечити кращу стабільність і нижчий рівень вібрації на високій швидкості 100 000 обертів. У той же час розгляньте можливість використання підшипників з хорошими характеристиками демпфування для ефективного поглинання та придушення вібрації.
Підвищте точність встановлення підшипника: використовуйте передову технологію встановлення та високоточні інструменти встановлення, щоб суворо контролювати похибки коаксіальності та вертикальності під час встановлення підшипника в дуже малому діапазоні. Наприклад, використовуйте лазерний інструмент для вимірювання коаксіальності, щоб контролювати та регулювати процес встановлення підшипника в режимі реального часу, щоб забезпечити точність узгодження між валом і підшипником. З точки зору попереднього натягу підшипника, відповідно до типу та конкретних умов роботи підшипника, визначте відповідне значення попереднього натягу шляхом точного розрахунку та експерименту та використовуйте спеціальний пристрій попереднього натягу, щоб застосувати та відрегулювати попереднє натяг, щоб забезпечити стабільність підшипника під час високих - швидкість роботи.
2.3 Посилення жорсткості системи валу та уникнення резонансу
Оптимізація конструкції системи валу: за допомогою аналізу кінцевих елементів та інших засобів конструкція валу оптимізована та розроблена, а жорсткість системи валу покращується за рахунок збільшення діаметра валу, використання високоміцних матеріалів або зміни поперечного перерізу форму валу, щоб зменшити деформацію вигину валу під час високошвидкісного обертання. У той же час розташування компонентів на валу розумно скориговано, щоб зменшити консольну конструкцію, щоб сила системи валу була більш рівномірною.
Налаштування та уникнення резонансної частоти: точно обчисліть власну частоту системи валу та відрегулюйте власну частоту системи валу, змінюючи структурні параметри системи валу, такі як довжина, діаметр, модуль пружності матеріалу тощо. , або додавання амортизаторів, амортизаторів та інших пристроїв до системи валу, щоб утримувати його від робочої швидкості ротора (100 000 об/хв), щоб уникнути виникнення резонансу. На етапі проектування продукту технологію модального аналізу також можна використовувати для прогнозування можливих проблем резонансу та оптимізації конструкції заздалегідь.
2.4 Екологічний контроль
Контроль температури та керування температурою: розробіть розумну систему розсіювання тепла, наприклад додавання радіаторів, використання примусового повітряного або рідинного охолодження, щоб забезпечити стабільність температури роторної системи під час роботи на високій швидкості. Точно обчисліть і компенсуйте теплове розширення ключових компонентів, таких як вали та підшипники, наприклад, використовуючи зарезервовані зазори теплового розширення або використовуючи матеріали з відповідними коефіцієнтами теплового розширення, щоб гарантувати, що точність узгодження між компонентами не впливає на зміну температури. У той же час під час роботи обладнання відстежуйте зміни температури в режимі реального часу та вчасно регулюйте інтенсивність розсіювання тепла через систему контролю температури, щоб підтримувати температурну стабільність системи.
3. Резюме
Дослідники компанії Hangzhou Magnet Power Technology Co., Ltd. провели всебічний і поглиблений аналіз факторів, що впливають на вібрацію ротора, і визначили ключові фактори власного дисбалансу ротора, продуктивності та встановлення підшипників, жорсткості та резонансу валу, факторів навколишнього середовища та робоче середовище. У відповідь на ці фактори було запропоновано низку планів покращення та пояснено відповідні технічні засоби. Під час подальших досліджень і розробок персонал науково-дослідних і розробних робіт буде поступово реалізовувати ці плани, уважно стежити за вібрацією ротора, а також оптимізувати та коригувати відповідно до фактичних результатів, щоб гарантувати, що ротор може працювати більш стабільно та надійно під час роботи на високій швидкості. , надаючи міцну гарантію для покращення продуктивності та технологічних інновацій продукції компанії. Це технічне обговорення не тільки відображає дух персоналу науково-дослідних розробок щодо подолання труднощів, але також відображає наголос компанії на якості продукції. Hangzhou Magnet Power Technology Co., Ltd. прагне надавати кожному клієнту вищу якість, кращу ціну та кращу якість продукції, лише розробляючи продукти, які підходять для клієнтів, і створюючи професійні універсальні рішення!
Час публікації: 22 листопада 2024 р
