Under produktutvecklingsprocessen fann den tekniska forsknings- och utvecklingsavdelningen att rotorn hade ett mer uppenbart vibrationsfenomen när den nådde 100 000 varv. Detta problem påverkar inte bara produktens prestandastabilitet, utan kan också utgöra ett hot mot utrustningens livslängd och säkerhet. För att djupgående analysera grundorsaken till problemet och söka effektiva lösningar, organiserade vi aktivt detta tekniska diskussionsmöte för att studera och analysera orsakerna.
1. Analys av faktorer för rotorvibrationer
1.1 Obalans i själva rotorn
Under tillverkningsprocessen av rotorn, på grund av ojämn materialfördelning, bearbetningsnoggrannhetsfel och andra skäl, kanske dess masscentrum inte sammanfaller med rotationscentrum. Vid rotation med hög hastighet kommer denna obalans att generera centrifugalkraft, vilket kommer att orsaka vibrationer. Även om vibrationen inte är uppenbar vid låg hastighet, då hastigheten ökar till 100 000 varv, kommer den lilla obalansen att förstärkas, vilket gör att vibrationerna intensifieras.
1.2 Lagerprestanda och installation
Felaktigt val av lagertyp: Olika typer av lager har olika belastningskapacitet, hastighetsgränser och dämpningsegenskaper. Om det valda lagret inte kan uppfylla höghastighets- och högprecisionsdriftkraven för rotorn vid 100 000 varv, såsom kullager, kan vibrationer uppstå vid höga hastigheter på grund av friktion, uppvärmning och slitage mellan kulan och löpbanan.
Otillräcklig lagerinstallationsnoggrannhet: Om koaxialiteten och vertikalitetsavvikelserna för lagret är stora under installationen, kommer rotorn att utsättas för ytterligare radiella och axiella krafter under rotation, vilket orsakar vibrationer. Dessutom kommer olämplig lagerförspänning också att påverka dess driftsstabilitet. Överdriven eller otillräcklig förspänning kan orsaka vibrationsproblem.
1.3 Styvhet och resonans hos axelsystemet
Otillräcklig styvhet hos axelsystemet: Faktorer som material, diameter, längd på axeln och utformningen av de komponenter som är anslutna till axeln kommer att påverka axelsystemets styvhet. När axelsystemets styvhet är dålig är axeln benägen att böjas och deformeras under den centrifugalkraft som genereras av rotorns höghastighetsrotation, vilket i sin tur orsakar vibrationer. Speciellt när man närmar sig axelsystemets naturliga frekvens är det benäget att uppstå resonans, vilket gör att vibrationen ökar kraftigt.
Resonansproblem: Rotorsystemet har sin egen naturliga frekvens. När rotorhastigheten är nära eller lika med dess naturliga frekvens uppstår resonans. Vid höghastighetsdrift på 100 000 rpm kan även små externa excitationer, såsom obalanserade krafter, luftflödesstörningar etc., när de väl matchats med axelsystemets naturliga frekvens, orsaka kraftiga resonansvibrationer.
1.4 Miljöfaktorer
Temperaturförändringar: Vid höghastighetsdrift av rotorn kommer systemtemperaturen att stiga på grund av friktionsvärmegenerering och andra orsaker. Om de termiska expansionskoefficienterna för komponenter som axeln och lagret är olika, eller om värmeavledningsförhållandena är dåliga, kommer passningsspelet mellan komponenterna att förändras, vilket orsakar vibrationer. Dessutom kan fluktuationer i omgivningstemperaturen också påverka rotorsystemet. Till exempel i en miljö med låga temperaturer ökar viskositeten hos smörjoljan, vilket kan påverka lagrets smörjeffekt och orsaka vibrationer.
2. Förbättringsplaner och tekniska medel
2.1 Rotor dynamisk balansoptimering
Använd dynamisk balanseringsutrustning med hög precision för att utföra dynamisk balanskorrigering på rotorn. Utför först ett preliminärt dynamiskt balanseringstest vid låg hastighet för att mäta rotorns obalans och dess fas, och minska sedan gradvis obalansen genom att lägga till eller ta bort motvikter på specifika positioner på rotorn. Efter avslutad preliminär korrigering höjs rotorn till ett högt varvtal på 100 000 varv för att finjustera dynamisk balansering för att säkerställa att rotorns obalans kontrolleras inom ett mycket litet område under höghastighetsdrift, vilket effektivt minskar vibrationerna orsakade av obalans.
2.2 Val av lageroptimering och precisionsinstallation
Omvärdera lagervalet: I kombination med rotorhastigheten, belastningen, driftstemperaturen och andra arbetsförhållanden, välj lagertyper som är mer lämpade för höghastighetsdrift, såsom keramiska kullager, som har fördelarna med låg vikt, hög hårdhet , låg friktionskoefficient och hög temperaturbeständighet. De kan ge bättre stabilitet och lägre vibrationsnivåer vid en hög hastighet på 100 000 varv. Överväg samtidigt att använda lager med goda dämpningsegenskaper för att effektivt absorbera och dämpa vibrationer.
Förbättra lagerinstallationsnoggrannheten: Använd avancerad installationsteknik och högprecisionsinstallationsverktyg för att strikt kontrollera koaxialiteten och vertikalitetsfelen under lagerinstallationen inom ett mycket litet område. Använd till exempel ett mätinstrument för laserkoaxialitet för att övervaka och justera lagerinstallationsprocessen i realtid för att säkerställa matchningsnoggrannheten mellan axeln och lagret. När det gäller lagerförspänning, enligt typen och specifika arbetsförhållanden för lagret, bestäm lämpligt förspänningsvärde genom exakt beräkning och experiment, och använd en speciell förspänningsanordning för att applicera och justera förspänningen för att säkerställa lagrets stabilitet under hög -hastighetsdrift.
2.3 Stärka styvheten i axelsystemet och undvika resonans
Optimering av axelsystemets design: Genom finita elementanalys och andra medel optimeras och designas axelstrukturen, och axelsystemets styvhet förbättras genom att öka axelns diameter, använda höghållfasta material eller ändra tvärsnittet axelns form, för att minska böjningsdeformationen av axeln under höghastighetsrotation. Samtidigt är layouten av komponenterna på axeln rimligt anpassad för att reducera konsolstrukturen så att kraften i axelsystemet blir mer enhetlig.
Justera och undvika resonansfrekvens: Beräkna noggrant axelsystemets naturliga frekvens och justera axelsystemets naturliga frekvens genom att ändra axelsystemets strukturella parametrar, såsom längd, diameter, elasticitetsmodul för materialet, etc. eller lägga till dämpare, stötdämpare och andra anordningar till axelsystemet för att hålla det borta från rotorns arbetshastighet (100 000 rpm) för att undvika uppkomsten av resonans. I produktdesignstadiet kan modal analysteknik också användas för att förutsäga eventuella resonansproblem och optimera designen i förväg.
2.4 Miljökontroll
Temperaturkontroll och termisk hantering: Designa ett rimligt värmeavledningssystem, såsom att lägga till kylflänsar, använda forcerad luftkylning eller vätskekylning, för att säkerställa rotorsystemets temperaturstabilitet under höghastighetsdrift. Beräkna och kompensera noggrant för den termiska expansionen av nyckelkomponenter som axlar och lager, som att använda reserverade termiska expansionsgap eller använda material med matchande termiska expansionskoefficienter, för att säkerställa att matchningsnoggrannheten mellan komponenterna inte påverkas när temperaturen ändras. Samtidigt, under driften av utrustningen, övervaka temperaturförändringarna i realtid och justera värmeavledningsintensiteten i tid genom temperaturkontrollsystemet för att upprätthålla systemets temperaturstabilitet.
3. Sammanfattning
Forskarna vid Hangzhou Magnet Power Technology Co., Ltd. genomförde en omfattande och djupgående analys av de faktorer som påverkar rotorvibrationer och identifierade nyckelfaktorerna för rotorns egen obalans, lagerprestanda och installation, axelstyvhet och resonans, miljöfaktorer och arbetsmedium. Som svar på dessa faktorer föreslogs en rad förbättringsplaner och motsvarande tekniska metoder förklarades. I den efterföljande forskningen och utvecklingen kommer FoU-personalen gradvis att implementera dessa planer, noggrant övervaka rotorns vibrationer och ytterligare optimera och justera enligt de faktiska resultaten för att säkerställa att rotorn kan arbeta mer stabilt och tillförlitligt under höghastighetsdrift , vilket ger en stark garanti för prestandaförbättring och teknisk innovation av företagets produkter. Denna tekniska diskussion speglar inte bara FoU-personalens anda att övervinna svårigheter, utan speglar också företagets betoning på produktkvalitet. Hangzhou Magnet Power Technology Co., Ltd. har åtagit sig att förse varje kund med högre kvalitet, bättre pris och bättre kvalitetsprodukter, endast utveckla produkter som är lämpliga för kunder och skapa professionella one-stop-lösningar!
Posttid: 2024-nov-22
