Durante il processo di sviluppo del prodotto, il reparto di ricerca e sviluppo tecnico ha riscontrato che il rotore presentava un fenomeno di vibrazione più evidente quando raggiungeva i 100.000 giri. Questo problema non influisce solo sulla stabilità delle prestazioni del prodotto, ma può anche rappresentare una minaccia per la durata e la sicurezza dell'apparecchiatura. Per analizzare in profondità la causa principale del problema e cercare soluzioni efficaci, abbiamo organizzato attivamente questo incontro di discussione tecnica per studiare e analizzare le ragioni.
1. Analisi dei fattori di vibrazione del rotore
1.1 Squilibrio del rotore stesso
Durante il processo di fabbricazione del rotore, a causa della distribuzione non uniforme del materiale, degli errori di precisione della lavorazione e di altri motivi, il suo centro di massa potrebbe non coincidere con il centro di rotazione. Quando si ruota ad alta velocità, questo squilibrio genererà forza centrifuga, che causerà vibrazioni. Anche se la vibrazione non è evidente a bassa velocità, quando la velocità aumenta fino a 100.000 giri, il piccolo squilibrio verrà amplificato, intensificando la vibrazione.
1.2 Prestazioni e installazione dei cuscinetti
Selezione errata del tipo di cuscinetto: tipi diversi di cuscinetti hanno capacità di carico, limiti di velocità e caratteristiche di smorzamento diversi. Se il cuscinetto selezionato non è in grado di soddisfare i requisiti di funzionamento ad alta velocità e alta precisione del rotore a 100.000 giri, come i cuscinetti a sfere, potrebbero verificarsi vibrazioni ad alte velocità a causa dell'attrito, del riscaldamento e dell'usura tra la sfera e la pista.
Precisione di installazione del cuscinetto insufficiente: se le deviazioni di coassialità e verticalità del cuscinetto sono ampie durante l'installazione, il rotore sarà soggetto a forze radiali e assiali aggiuntive durante la rotazione, causando vibrazioni. Inoltre, un precarico inadeguato del cuscinetto ne influenzerà anche la stabilità operativa. Un precarico eccessivo o insufficiente può causare problemi di vibrazione.
1.3 Rigidità e risonanza del sistema d'albero
Rigidità insufficiente del sistema di alberi: fattori quali il materiale, il diametro, la lunghezza dell'albero e la disposizione dei componenti collegati all'albero influenzeranno la rigidità del sistema di alberi. Quando la rigidità del sistema di alberi è scarsa, l'albero tende a piegarsi e deformarsi sotto la forza centrifuga generata dalla rotazione ad alta velocità del rotore, che a sua volta provoca vibrazioni. Soprattutto quando ci si avvicina alla frequenza naturale del sistema di alberi, è probabile che si verifichi una risonanza, causando un brusco aumento delle vibrazioni.
Problema di risonanza: il sistema del rotore ha una propria frequenza naturale. Quando la velocità del rotore è vicina o uguale alla sua frequenza naturale, si verificherà la risonanza. Durante il funzionamento ad alta velocità di 100.000 giri/min, anche piccole eccitazioni esterne, come forze sbilanciate, disturbi del flusso d'aria, ecc., una volta abbinate alla frequenza naturale del sistema ad albero, possono causare forti vibrazioni risonanti.
1.4 Fattori ambientali
Variazioni di temperatura: durante il funzionamento ad alta velocità del rotore, la temperatura del sistema aumenterà a causa della generazione di calore per attrito e per altri motivi. Se i coefficienti di dilatazione termica di componenti quali albero e cuscinetto sono diversi, o le condizioni di dissipazione del calore sono scarse, il gioco di accoppiamento tra i componenti cambierà, provocando vibrazioni. Inoltre, anche le fluttuazioni della temperatura ambiente possono influire sul sistema del rotore. Ad esempio, in un ambiente a bassa temperatura, la viscosità dell'olio lubrificante aumenta, il che può influire sull'effetto lubrificante del cuscinetto e causare vibrazioni.
2. Piani di miglioramento e mezzi tecnici
2.1 Ottimizzazione del bilanciamento dinamico del rotore
Utilizzare apparecchiature di bilanciamento dinamico ad alta precisione per eseguire la correzione del bilanciamento dinamico sul rotore. Innanzitutto, eseguire un test preliminare di bilanciamento dinamico a bassa velocità per misurare lo squilibrio del rotore e la sua fase, quindi ridurre gradualmente lo squilibrio aggiungendo o rimuovendo contrappesi in posizioni specifiche sul rotore. Dopo aver completato la correzione preliminare, il rotore viene portato a un'elevata velocità di 100.000 giri per una regolazione fine del bilanciamento dinamico per garantire che lo squilibrio del rotore sia controllato entro un intervallo molto piccolo durante il funzionamento ad alta velocità, riducendo così efficacemente le vibrazioni causate dallo squilibrio.
2.2 Selezione dell'ottimizzazione del cuscinetto e installazione di precisione
Rivalutare la selezione dei cuscinetti: in combinazione con la velocità del rotore, il carico, la temperatura operativa e altre condizioni di lavoro, selezionare i tipi di cuscinetti più adatti al funzionamento ad alta velocità, come i cuscinetti a sfere in ceramica, che presentano i vantaggi di leggerezza ed elevata durezza , basso coefficiente di attrito e resistenza alle alte temperature. Possono fornire una migliore stabilità e livelli di vibrazione più bassi ad una velocità elevata di 100.000 giri. Allo stesso tempo, prendere in considerazione l’utilizzo di cuscinetti con buone caratteristiche di smorzamento per assorbire e sopprimere efficacemente le vibrazioni.
Migliorare la precisione di installazione dei cuscinetti: utilizzare una tecnologia di installazione avanzata e strumenti di installazione ad alta precisione per controllare rigorosamente gli errori di coassialità e verticalità durante l'installazione dei cuscinetti entro un intervallo molto ridotto. Ad esempio, utilizzare uno strumento di misurazione della coassialità laser per monitorare e regolare il processo di installazione del cuscinetto in tempo reale per garantire la precisione di corrispondenza tra l'albero e il cuscinetto. In termini di precarico del cuscinetto, in base al tipo e alle condizioni di lavoro specifiche del cuscinetto, determinare il valore di precarico appropriato attraverso calcoli ed esperimenti precisi e utilizzare uno speciale dispositivo di precarico per applicare e regolare il precarico per garantire la stabilità del cuscinetto durante le alte temperature. -operazione di velocità.
2.3 Rafforzare la rigidità del sistema di alberi ed evitare risonanze
Ottimizzazione della progettazione del sistema di alberi: attraverso l'analisi degli elementi finiti e altri mezzi, la struttura dell'albero viene ottimizzata e progettata e la rigidità del sistema di alberi viene migliorata aumentando il diametro dell'albero, utilizzando materiali ad alta resistenza o modificando la sezione trasversale forma dell'albero, in modo da ridurre la deformazione flessionale dell'albero durante la rotazione ad alta velocità. Allo stesso tempo, la disposizione dei componenti sull'albero è ragionevolmente regolata per ridurre la struttura a sbalzo in modo che la forza del sistema di alberi sia più uniforme.
Regolazione ed evitamento della frequenza di risonanza: calcolare accuratamente la frequenza naturale del sistema di alberi e regolare la frequenza naturale del sistema di alberi modificando i parametri strutturali del sistema di alberi, come lunghezza, diametro, modulo elastico del materiale, ecc. o aggiungendo smorzatori, ammortizzatori e altri dispositivi al sistema di alberi per tenerlo lontano dalla velocità di lavoro del rotore (100.000 giri al minuto) per evitare il verificarsi di risonanza. Nella fase di progettazione del prodotto, la tecnologia di analisi modale può essere utilizzata anche per prevedere possibili problemi di risonanza e ottimizzare in anticipo la progettazione.
2.4 Controllo ambientale
Controllo della temperatura e gestione termica: progettare un sistema ragionevole di dissipazione del calore, ad esempio aggiungendo dissipatori di calore, utilizzando il raffreddamento ad aria forzata o il raffreddamento a liquido, per garantire la stabilità della temperatura del sistema del rotore durante il funzionamento ad alta velocità. Calcola e compensa con precisione l'espansione termica di componenti chiave come alberi e cuscinetti, ad esempio utilizzando spazi di dilatazione termica riservati o utilizzando materiali con coefficienti di dilatazione termica corrispondenti, per garantire che la precisione di corrispondenza tra i componenti non venga influenzata quando la temperatura cambia. Allo stesso tempo, durante il funzionamento dell'apparecchiatura, monitorare le variazioni di temperatura in tempo reale e regolare l'intensità della dissipazione del calore nel tempo attraverso il sistema di controllo della temperatura per mantenere la stabilità della temperatura del sistema.
3. Riepilogo
I ricercatori di Hangzhou Magnet Power Technology Co., Ltd. hanno condotto un'analisi completa e approfondita dei fattori che influenzano le vibrazioni del rotore e hanno identificato i fattori chiave dello squilibrio del rotore, delle prestazioni e dell'installazione dei cuscinetti, della rigidità e della risonanza dell'albero, dei fattori ambientali e mezzo di lavoro. In risposta a questi fattori, sono stati proposti una serie di piani di miglioramento e sono stati spiegati i mezzi tecnici corrispondenti. Nella successiva ricerca e sviluppo, il personale di ricerca e sviluppo implementerà gradualmente questi piani, monitorerà da vicino la vibrazione del rotore e ottimizzerà e regolerà ulteriormente in base ai risultati effettivi per garantire che il rotore possa funzionare in modo più stabile e affidabile durante il funzionamento ad alta velocità , fornendo una forte garanzia per il miglioramento delle prestazioni e l'innovazione tecnologica dei prodotti dell'azienda. Questa discussione tecnica non solo riflette lo spirito di superamento delle difficoltà del personale di ricerca e sviluppo, ma riflette anche l'enfasi dell'azienda sulla qualità del prodotto. Hangzhou Magnet Power Technology Co., Ltd. si impegna a fornire a ciascun cliente prodotti di qualità superiore, prezzo migliore e qualità migliore, sviluppando solo prodotti adatti ai clienti e creando soluzioni professionali one-stop!
Orario di pubblicazione: 22 novembre 2024
