Durante o proceso de desenvolvemento do produto, o departamento de investigación e desenvolvemento técnico descubriu que o rotor tiña un fenómeno de vibración máis evidente cando alcanzou as 100.000 revolucións. Este problema non só afecta a estabilidade do rendemento do produto, senón que tamén pode supoñer unha ameaza para a vida útil e a seguridade do equipo. Co fin de analizar en profundidade a causa raíz do problema e buscar solucións eficaces, organizamos activamente esta reunión de discusión técnica para estudar e analizar as razóns.
1. Análise de factores de vibración do rotor
1.1 Desequilibrio do propio rotor
Durante o proceso de fabricación do rotor, debido á distribución desigual do material, erros de precisión de mecanizado e outras razóns, o seu centro de masa pode non coincidir co centro de rotación. Ao xirar a gran velocidade, este desequilibrio xerará forza centrífuga, que provocará vibracións. Aínda que a vibración non sexa obvia a baixa velocidade, a medida que a velocidade aumenta ata as 100.000 revolucións, o pequeno desequilibrio amplificarase, facendo que a vibración se intensifique.
1.2 Funcionamento e instalación dos rodamentos
Selección incorrecta do tipo de rodamentos: os diferentes tipos de rodamentos teñen diferentes capacidades de carga, límites de velocidade e características de amortiguamento. Se o rodamento seleccionado non pode cumprir os requisitos de operación de alta velocidade e alta precisión do rotor a 100.000 revolucións, como os rodamentos de esferas, a vibración pode producirse a altas velocidades debido á fricción, quecemento e desgaste entre a bola e a pista de rodadura.
Precisión insuficiente da instalación do rodamento: se as desviacións de coaxialidade e verticalidade do rodamento son grandes durante a instalación, o rotor estará sometido a forzas radiais e axiais adicionais durante a rotación, provocando así vibracións. Ademais, unha precarga inadecuada do rodamento tamén afectará á súa estabilidade de funcionamento. Unha precarga excesiva ou insuficiente pode causar problemas de vibración.
1.3 Rixidez e resonancia do sistema de eixe
Rixidez insuficiente do sistema de eixe: Factores como o material, o diámetro, a lonxitude do eixe e a disposición dos compoñentes conectados ao eixe afectarán a rixidez do sistema de eixe. Cando a rixidez do sistema de eixe é pobre, o eixe é propenso a dobrarse e deformarse baixo a forza centrífuga xerada pola rotación a alta velocidade do rotor, que á súa vez provoca vibracións. Especialmente cando se aproxima á frecuencia natural do sistema de eixe, a resonancia é propensa a producirse, o que fai que a vibración aumente bruscamente.
Problema de resonancia: o sistema de rotor ten a súa propia frecuencia natural. Cando a velocidade do rotor é próxima ou igual á súa frecuencia natural, producirase resonancia. En funcionamento a alta velocidade de 100.000 rpm, incluso pequenas excitacións externas, como forzas desequilibradas, perturbacións do fluxo de aire, etc., unha vez que se combinan coa frecuencia natural do sistema de eixe, poden causar fortes vibracións resonantes.
1.4 Factores ambientais
Cambios de temperatura: durante o funcionamento a alta velocidade do rotor, a temperatura do sistema aumentará debido á xeración de calor por fricción e outras razóns. Se os coeficientes de expansión térmica de compoñentes como o eixe e o rodamento son diferentes, ou as condicións de disipación da calor son malas, a separación de axuste entre os compoñentes cambiará, provocando vibracións. Ademais, as flutuacións na temperatura ambiente tamén poden afectar o sistema do rotor. Por exemplo, nun ambiente de baixa temperatura, a viscosidade do aceite lubricante aumenta, o que pode afectar o efecto de lubricación do rodamento e causar vibracións.
2. Plans de mellora e medios técnicos
2.1 Optimización do equilibrio dinámico do rotor
Use equipos de equilibrado dinámico de alta precisión para realizar a corrección do equilibrio dinámico no rotor. En primeiro lugar, realice unha proba preliminar de equilibrado dinámico a baixa velocidade para medir o desequilibrio do rotor e a súa fase, e despois redúzao gradualmente engadindo ou eliminando contrapesos en posicións específicas do rotor. Despois de completar a corrección preliminar, o rotor elévase a unha alta velocidade de 100.000 revolucións para un axuste fino do equilibrado dinámico para garantir que o desequilibrio do rotor estea controlado nun rango moi pequeno durante o funcionamento a alta velocidade, reducindo así eficazmente a vibración causada polo desequilibrio.
2.2 Selección de optimización de rodamentos e instalación de precisión
Reavaliar a selección de rodamentos: combinado coa velocidade do rotor, a carga, a temperatura de funcionamento e outras condicións de traballo, seleccione os tipos de rodamentos que sexan máis axeitados para o funcionamento a alta velocidade, como os rodamentos de esferas de cerámica, que teñen as vantaxes de peso lixeiro e alta dureza. , baixo coeficiente de fricción e resistencia a altas temperaturas. Poden proporcionar unha mellor estabilidade e niveis de vibración máis baixos a unha alta velocidade de 100.000 revolucións. Ao mesmo tempo, considere o uso de rodamentos con boas características de amortiguamento para absorber e suprimir eficazmente as vibracións.
Mellora a precisión da instalación do rodamento: use tecnoloxía de instalación avanzada e ferramentas de instalación de alta precisión para controlar estritamente os erros de coaxialidade e verticalidade durante a instalación do rodamento nun rango moi reducido. Por exemplo, use un instrumento de medición de coaxialidade láser para supervisar e axustar o proceso de instalación do rodamento en tempo real para garantir a precisión coincidente entre o eixe e o rodamento. En termos de precarga do rodamento, segundo o tipo e as condicións de traballo específicas do rodamento, determine o valor de precarga apropiado mediante un cálculo e experimentos precisos e use un dispositivo de precarga especial para aplicar e axustar a precarga para garantir a estabilidade do rodamento durante a alta carga. - Velocidade de funcionamento.
2.3 Reforzar a rixidez do sistema de eixe e evitar as resonancias
Optimización do deseño do sistema de eixe: a través da análise de elementos finitos e outros medios, optimízase e deseña a estrutura do eixe e mellora a rixidez do sistema de eixe aumentando o diámetro do eixe, utilizando materiais de alta resistencia ou cambiando a sección transversal. forma do eixe, para reducir a deformación de flexión do eixe durante a rotación a alta velocidade. Ao mesmo tempo, a disposición dos compoñentes no eixe axústase razoablemente para reducir a estrutura en voladizo para que a forza do sistema de eixe sexa máis uniforme.
Axustar e evitar a frecuencia de resonancia: calcula con precisión a frecuencia natural do sistema de eixe e axusta a frecuencia natural do sistema de eixe cambiando os parámetros estruturais do sistema de eixe, como a lonxitude, diámetro, módulo elástico do material, etc. , ou engadir amortecedores, amortecedores e outros dispositivos ao sistema de eixe para mantelo afastado da velocidade de traballo do rotor (100.000 rpm) para evitar o aparición de resonancia. Na fase de deseño do produto, a tecnoloxía de análise modal tamén se pode utilizar para prever posibles problemas de resonancia e optimizar o deseño con antelación.
2.4 Control ambiental
Control de temperatura e xestión térmica: Deseña un sistema de disipación de calor razoable, como engadir disipadores de calor, utilizando arrefriamento forzado por aire ou arrefriamento líquido, para garantir a estabilidade da temperatura do sistema de rotor durante o funcionamento a alta velocidade. Calcule e compense con precisión a expansión térmica de compoñentes clave, como eixes e rodamentos, como o uso de fendas de expansión térmica reservadas ou o uso de materiais con coeficientes de expansión térmica coincidentes, para garantir que a precisión de coincidencia entre os compoñentes non se vexa afectada cando a temperatura cambia. Ao mesmo tempo, durante o funcionamento do equipo, supervisa os cambios de temperatura en tempo real e axusta a intensidade de disipación de calor no tempo a través do sistema de control de temperatura para manter a estabilidade da temperatura do sistema.
3. Resumo
Os investigadores de Hangzhou Magnet Power Technology Co., Ltd. realizaron unha análise exhaustiva e en profundidade dos factores que afectan á vibración do rotor e identificaron os factores clave do propio desequilibrio do rotor, o rendemento e instalación dos rodamentos, a rixidez e resonancia do eixe, os factores ambientais e medio de traballo. En resposta a estes factores propuxéronse unha serie de plans de mellora e explicáronse os medios técnicos correspondentes. Na investigación e desenvolvemento posteriores, o persoal de I + D implementará estes plans gradualmente, supervisará de preto a vibración do rotor e optimizará e axustará aínda máis segundo os resultados reais para garantir que o rotor poida funcionar de forma máis estable e fiable durante a operación a alta velocidade. , proporcionando unha forte garantía para a mellora do rendemento e a innovación tecnolóxica dos produtos da empresa. Esta discusión técnica non só reflicte o espírito do persoal de I+D para superar as dificultades, senón que tamén reflicte a énfase da empresa na calidade do produto. Hangzhou Magnet Power Technology Co., Ltd comprométese a ofrecer a cada cliente produtos de maior calidade, mellor prezo e mellor calidade, só desenvolvendo produtos axeitados para os clientes e creando solucións profesionais únicas.
Hora de publicación: 22-nov-2024
