Under produktutviklingsprosessen fant den tekniske forsknings- og utviklingsavdelingen at rotoren hadde et mer åpenbart vibrasjonsfenomen når den nådde 100 000 omdreininger. Dette problemet påvirker ikke bare ytelsesstabiliteten til produktet, men kan også utgjøre en trussel mot levetiden og sikkerheten til utstyret. For å grundig analysere årsaken til problemet og finne effektive løsninger, organiserte vi aktivt dette tekniske diskusjonsmøtet for å studere og analysere årsakene.
1. Analyse av faktorer for rotorvibrasjon
1.1 Ubalanse på selve rotoren
Under produksjonsprosessen til rotoren, på grunn av ujevn materialfordeling, maskineringsnøyaktighetsfeil og andre årsaker, kan det hende at massesenteret ikke faller sammen med rotasjonssenteret. Ved rotering med høy hastighet vil denne ubalansen generere sentrifugalkraft, som vil forårsake vibrasjon. Selv om vibrasjonen ikke er tydelig ved lav hastighet, ettersom hastigheten øker til 100 000 omdreininger, vil den bitte lille ubalansen forsterkes, noe som får vibrasjonen til å intensivere.
1.2 Lagerytelse og installasjon
Feil lagertypevalg: Ulike typer lagre har ulik bæreevne, hastighetsgrenser og dempningsegenskaper. Hvis det valgte lagret ikke kan oppfylle høyhastighets- og høypresisjonsdriftskravene til rotoren ved 100 000 omdreininger, for eksempel kulelager, kan det oppstå vibrasjoner ved høye hastigheter på grunn av friksjon, oppvarming og slitasje mellom kulen og løpebanen.
Utilstrekkelig lagerinstallasjonsnøyaktighet: Hvis koaksialiteten og vertikalitetsavvikene til lageret er store under installasjonen, vil rotoren bli utsatt for ytterligere radielle og aksiale krefter under rotasjon, og derved forårsake vibrasjon. I tillegg vil upassende lagerforspenning også påvirke driftsstabiliteten. Overdreven eller utilstrekkelig forhåndsbelastning kan forårsake vibrasjonsproblemer.
1.3 Stivhet og resonans av akselsystemet
Utilstrekkelig stivhet av akselsystemet: Faktorer som materiale, diameter, lengde på akselen og utformingen av komponentene som er koblet til akselen vil påvirke stivheten til akselsystemet. Når stivheten til akselsystemet er dårlig, er akselen utsatt for bøyning og deformasjon under sentrifugalkraften som genereres av høyhastighetsrotasjonen av rotoren, som igjen forårsaker vibrasjoner. Spesielt når man nærmer seg den naturlige frekvensen til akselsystemet, er resonans tilbøyelig til å oppstå, noe som får vibrasjonen til å øke kraftig.
Resonansproblem: Rotorsystemet har sin egen egenfrekvens. Når rotorhastigheten er nær eller lik dens egenfrekvens, vil det oppstå resonans. Ved høyhastighetsdrift på 100 000 rpm kan selv små ytre eksitasjoner, som ubalanserte krefter, luftstrømsforstyrrelser, etc., når de er tilpasset den naturlige frekvensen til akselsystemet, forårsake sterke resonansvibrasjoner.
1.4 Miljøfaktorer
Temperaturendringer: Ved høyhastighetsdrift av rotoren vil systemtemperaturen stige på grunn av friksjonsvarmeutvikling og andre årsaker. Hvis de termiske ekspansjonskoeffisientene til komponenter som akselen og lageret er forskjellige, eller varmeavledningsforholdene er dårlige, vil tilpasningsavstanden mellom komponentene endres, noe som forårsaker vibrasjoner. I tillegg kan svingninger i omgivelsestemperaturen også påvirke rotorsystemet. For eksempel, i et miljø med lav temperatur, øker viskositeten til smøreoljen, noe som kan påvirke smøreeffekten til lageret og forårsake vibrasjoner.
2. Forbedringsplaner og tekniske midler
2.1 Rotor dynamisk balanseoptimalisering
Bruk dynamisk balanseringsutstyr med høy presisjon for å utføre dynamisk balansekorreksjon på rotoren. Utfør først en foreløpig dynamisk balanseringstest ved lav hastighet for å måle rotorens ubalanse og dens fase, og deretter gradvis redusere ubalansen ved å legge til eller fjerne motvekter på bestemte posisjoner på rotoren. Etter å ha fullført den foreløpige korreksjonen, heves rotoren til en høy hastighet på 100 000 omdreininger for fin dynamisk balansejustering for å sikre at rotorens ubalanse kontrolleres innenfor et svært lite område under høyhastighetsdrift, og reduserer derved effektivt vibrasjonen forårsaket av ubalanse.
2.2 Valg av lageroptimalisering og presisjonsinstallasjon
Reevaluer lagervalg: Kombinert med rotorhastighet, belastning, driftstemperatur og andre arbeidsforhold, velg lagertyper som er mer egnet for høyhastighetsdrift, for eksempel keramiske kulelager, som har fordelene med lett vekt, høy hardhet , lav friksjonskoeffisient og høy temperaturmotstand. De kan gi bedre stabilitet og lavere vibrasjonsnivåer ved høy hastighet på 100 000 omdreininger. Vurder samtidig å bruke lagre med gode dempningsegenskaper for å effektivt absorbere og dempe vibrasjoner.
Forbedre lagerinstallasjonsnøyaktigheten: Bruk avansert installasjonsteknologi og høypresisjonsinstallasjonsverktøy for å strengt kontrollere koaksialiteten og vertikalitetsfeilene under lagerinstallasjonen innenfor et svært lite område. Bruk for eksempel et laserkoaksialitetsmåleinstrument for å overvåke og justere lagerinstallasjonsprosessen i sanntid for å sikre samsvarende nøyaktighet mellom akselen og lageret. Når det gjelder lagerforspenning, i henhold til lagerets type og spesifikke arbeidsforhold, bestemme passende forspenningsverdi gjennom nøyaktig beregning og eksperiment, og bruk en spesiell forspenningsanordning for å påføre og justere forspenningen for å sikre stabiliteten til lageret under høy -hastighetsdrift.
2.3 Styrke stivheten til akselsystemet og unngå resonans
Optimalisering av akselsystemdesign: Gjennom finite elementanalyse og andre midler blir akselstrukturen optimalisert og designet, og stivheten til akselsystemet forbedres ved å øke diameteren på akselen, bruke høyfaste materialer eller endre tverrsnittet formen på akselen, for å redusere bøydeformasjonen av akselen under høyhastighetsrotasjon. Samtidig er utformingen av komponentene på akselen rimelig justert for å redusere utkragningsstrukturen slik at kraften til akselsystemet blir mer jevn.
Justere og unngå resonansfrekvens: Beregn akselsystemets egenfrekvens nøyaktig, og juster akselsystemets egenfrekvens ved å endre akselsystemets strukturelle parametere, for eksempel lengden, diameteren, elastisitetsmodulen til materialet, etc. , eller legge til dempere, støtdempere og andre enheter til akselsystemet for å holde det borte fra arbeidshastigheten til rotoren (100 000 rpm) for å unngå forekomst av resonans. I produktdesignstadiet kan modal analyseteknologi også brukes til å forutsi mulige resonansproblemer og optimalisere designet på forhånd.
2.4 Miljøkontroll
Temperaturkontroll og termisk styring: Design et rimelig varmeavledningssystem, for eksempel å legge til varmeavledere, bruke tvungen luftkjøling eller væskekjøling, for å sikre temperaturstabiliteten til rotorsystemet under høyhastighetsdrift. Beregn og kompenser nøyaktig for den termiske utvidelsen av nøkkelkomponenter som aksler og lagre, for eksempel ved å bruke reserverte termiske ekspansjonsgap eller bruk av materialer med matchende termiske ekspansjonskoeffisienter, for å sikre at samsvarsnøyaktigheten mellom komponentene ikke påvirkes når temperaturen endres. Samtidig, under driften av utstyret, overvåk temperaturendringene i sanntid, og juster varmeavledningsintensiteten i tide gjennom temperaturkontrollsystemet for å opprettholde temperaturstabiliteten til systemet.
3. Sammendrag
Forskerne ved Hangzhou Magnet Power Technology Co., Ltd. utførte en omfattende og dyptgående analyse av faktorene som påvirker rotorens vibrasjon og identifiserte nøkkelfaktorene for rotorens egen ubalanse, lagerytelse og installasjon, akselstivhet og resonans, miljøfaktorer og arbeidsmedium. Som svar på disse faktorene ble en rekke forbedringsplaner foreslått og de tilsvarende tekniske midlene ble forklart. I den påfølgende forskningen og utviklingen vil FoU-personellet gradvis implementere disse planene, nøye overvåke rotorens vibrasjoner og videre optimalisere og justere i henhold til de faktiske resultatene for å sikre at rotoren kan fungere mer stabilt og pålitelig under høyhastighetsdrift , som gir en sterk garanti for ytelsesforbedring og teknologisk innovasjon av selskapets produkter. Denne tekniske diskusjonen reflekterer ikke bare FoU-personellets ånd av å overvinne vanskeligheter, men gjenspeiler også selskapets vekt på produktkvalitet. Hangzhou Magnet Power Technology Co., Ltd. er forpliktet til å gi hver kunde høyere kvalitet, bedre pris og bedre kvalitetsprodukter, bare utvikle produkter som passer for kunder og skape profesjonelle one-stop-løsninger!
Innleggstid: 22. november 2024
