Podczas procesu opracowywania produktu dział badań technicznych i rozwoju odkrył, że zjawisko wibracji w wirniku było bardziej widoczne, gdy osiągnął 100 000 obrotów. Problem ten nie tylko wpływa na stabilność działania produktu, ale może również stanowić zagrożenie dla żywotności i bezpieczeństwa sprzętu. Aby dogłębnie przeanalizować pierwotną przyczynę problemu i znaleźć skuteczne rozwiązania, aktywnie zorganizowaliśmy to techniczne spotkanie dyskusyjne w celu zbadania i przeanalizowania przyczyn.
1. Analiza czynników drgań wirnika
1.1 Niewyważenie samego wirnika
Podczas procesu produkcyjnego wirnika, na skutek nierównomiernego rozłożenia materiału, błędów w dokładności obróbki i innych przyczyn, jego środek masy może nie pokrywać się ze środkiem obrotu. Podczas obracania się z dużą prędkością ta nierównowaga będzie generować siłę odśrodkową, która będzie powodować wibracje. Nawet jeśli wibracje nie są oczywiste przy niskiej prędkości, gdy prędkość wzrośnie do 100 000 obrotów, niewielka nierównowaga zostanie wzmocniona, powodując intensyfikację wibracji.
1.2 Wydajność i montaż łożyska
Niewłaściwy wybór typu łożyska: Różne typy łożysk mają różną nośność, ograniczenia prędkości i charakterystykę tłumienia. Jeśli wybrane łożysko nie jest w stanie spełnić wymagań dotyczących dużej prędkości i precyzji pracy wirnika przy 100 000 obrotów, tak jak ma to miejsce w przypadku łożysk kulkowych, przy dużych prędkościach mogą wystąpić wibracje z powodu tarcia, nagrzewania i zużycia pomiędzy kulką a bieżnią.
Niewystarczająca dokładność montażu łożyska: Jeżeli odchyłki współosiowości i pionowości łożyska są duże podczas montażu, wirnik będzie podczas obrotu poddawany dodatkowym siłom promieniowym i osiowym, powodując w ten sposób wibracje. Ponadto niewłaściwe napięcie wstępne łożyska będzie miało również wpływ na jego stabilność pracy. Nadmierne lub niewystarczające napięcie wstępne może powodować problemy z wibracjami.
1.3 Sztywność i rezonans układu wałów
Niewystarczająca sztywność układu wałów: Czynniki takie jak materiał, średnica, długość wału i rozmieszczenie elementów połączonych z wałem będą miały wpływ na sztywność układu wałów. Gdy sztywność układu wałów jest niska, wał jest podatny na zginanie i odkształcanie pod wpływem siły odśrodkowej generowanej przez szybki obrót wirnika, co z kolei powoduje wibracje. Szczególnie w przypadku zbliżania się do częstotliwości drgań własnych układu wałów istnieje ryzyko wystąpienia rezonansu, powodującego gwałtowny wzrost wibracji.
Problem rezonansu: Układ wirnika ma swoją własną częstotliwość drgań własnych. Kiedy prędkość wirnika jest bliska lub równa jego częstotliwości drgań własnych, wystąpi rezonans. Przy pracy z dużą prędkością 100 000 obr./min nawet niewielkie wzbudzenia zewnętrzne, takie jak niezrównoważone siły, zakłócenia przepływu powietrza itp., po dopasowaniu do częstotliwości własnej układu wałów, mogą powodować silne wibracje rezonansowe.
1.4 Czynniki środowiskowe
Zmiany temperatury: Podczas pracy wirnika z dużą prędkością temperatura układu wzrośnie z powodu wytwarzania ciepła w wyniku tarcia i z innych powodów. Jeśli współczynniki rozszerzalności cieplnej elementów, takich jak wał i łożysko, są różne lub warunki odprowadzania ciepła są złe, luz pasowania pomiędzy elementami ulegnie zmianie, powodując wibracje. Ponadto wahania temperatury otoczenia mogą również wpływać na układ rotora. Na przykład w środowisku o niskiej temperaturze wzrasta lepkość oleju smarowego, co może mieć wpływ na skuteczność smarowania łożyska i powodować wibracje.
2. Plany ulepszeń i środki techniczne
2.1 Optymalizacja równowagi dynamicznej wirnika
Użyj precyzyjnego sprzętu do wyważania dynamicznego, aby wykonać korektę wyważenia dynamicznego na wirniku. Najpierw wykonaj wstępny test wyważenia dynamicznego przy niskiej prędkości, aby zmierzyć niewyważenie wirnika i jego fazę, a następnie stopniowo zmniejsz niewyważenie, dodając lub usuwając przeciwwagi w określonych miejscach wirnika. Po dokonaniu wstępnej korekty wirnik zostaje podniesiony do wysokiej prędkości obrotowej wynoszącej 100 000 obrotów w celu dokładnej regulacji wyważenia dynamicznego, aby zapewnić kontrolowanie niewyważenia wirnika w bardzo małym zakresie podczas pracy z dużą prędkością, skutecznie redukując w ten sposób wibracje spowodowane niewyważeniem.
2.2 Wybór optymalizacji łożyska i precyzyjny montaż
Ponownie oceń dobór łożysk: Biorąc pod uwagę prędkość wirnika, obciążenie, temperaturę roboczą i inne warunki pracy, wybierz typy łożysk, które są bardziej odpowiednie do pracy z dużymi prędkościami, takie jak ceramiczne łożyska kulkowe, które mają zalety lekkości i wysokiej twardości , niski współczynnik tarcia i odporność na wysoką temperaturę. Mogą zapewnić lepszą stabilność i niższy poziom wibracji przy dużej prędkości 100 000 obrotów. Jednocześnie należy rozważyć zastosowanie łożysk o dobrych właściwościach tłumiących, które skutecznie pochłaniają i tłumią wibracje.
Popraw dokładność montażu łożyska: użyj zaawansowanej technologii montażu i precyzyjnych narzędzi montażowych, aby ściśle kontrolować błędy współosiowości i pionowości podczas montażu łożyska w bardzo małym zakresie. Na przykład użyj laserowego przyrządu do pomiaru współosiowości, aby monitorować i regulować proces montażu łożyska w czasie rzeczywistym, aby zapewnić dokładność dopasowania wału i łożyska. Jeśli chodzi o napięcie wstępne łożyska, w zależności od typu i specyficznych warunków pracy łożyska, określ odpowiednią wartość napięcia wstępnego poprzez dokładne obliczenia i eksperymenty oraz użyj specjalnego urządzenia do wstępnego napięcia, aby zastosować i wyregulować napięcie wstępne, aby zapewnić stabilność łożyska podczas wysokich temperatur -szybkość działania.
2.3 Wzmocnienie sztywności układu wałów i uniknięcie rezonansu
Optymalizacja projektu układu wałów: Dzięki analizie elementów skończonych i innym metodom konstrukcja wału jest optymalizowana i projektowana, a sztywność układu wałów poprawiana poprzez zwiększenie średnicy wału, zastosowanie materiałów o wysokiej wytrzymałości lub zmianę przekroju poprzecznego kształt wału, tak aby zmniejszyć odkształcenie zginające wału podczas wysokich prędkości obrotowych. Jednocześnie rozmieszczenie elementów na wale jest rozsądnie dostosowane, aby zmniejszyć konstrukcję wspornika, dzięki czemu siła układu wałów jest bardziej jednolita.
Regulacja i unikanie częstotliwości rezonansowej: Dokładnie oblicz częstotliwość własną układu wałów i dostosuj częstotliwość własną układu wałów, zmieniając parametry strukturalne układu wałów, takie jak długość, średnica, moduł sprężystości materiału itp. lub dodanie amortyzatorów, amortyzatorów i innych urządzeń do układu wałów, aby utrzymać go z dala od prędkości roboczej wirnika (100 000 obr/min) i uniknąć wystąpienia rezonansu. Na etapie projektowania produktu można również zastosować technologię analizy modalnej, aby przewidzieć możliwe problemy rezonansowe i z wyprzedzeniem zoptymalizować projekt.
2.4 Kontrola środowiska
Kontrola temperatury i zarządzanie temperaturą: Zaprojektuj rozsądny system rozpraszania ciepła, taki jak dodanie radiatorów, zastosowanie wymuszonego chłodzenia powietrzem lub chłodzenia cieczą, aby zapewnić stabilność temperatury układu wirnika podczas pracy z dużą prędkością. Dokładnie obliczaj i kompensuj rozszerzalność cieplną kluczowych komponentów, takich jak wały i łożyska, na przykład wykorzystując zarezerwowane szczeliny rozszerzalności cieplnej lub używając materiałów o pasujących współczynnikach rozszerzalności cieplnej, aby mieć pewność, że zmiana temperatury nie wpłynie na dokładność dopasowania komponentów. Jednocześnie podczas pracy urządzenia monitoruj zmiany temperatury w czasie rzeczywistym i dostosowuj intensywność rozpraszania ciepła w czasie za pomocą systemu kontroli temperatury, aby utrzymać stabilność temperatury systemu.
3. Podsumowanie
Naukowcy z Hangzhou Magnet Power Technology Co., Ltd. przeprowadzili wszechstronną i dogłębną analizę czynników wpływających na drgania wirnika i zidentyfikowali kluczowe czynniki wpływające na niewyważenie wirnika, wydajność i instalację łożysk, sztywność i rezonans wału, czynniki środowiskowe i środek roboczy. W odpowiedzi na te czynniki zaproponowano szereg planów ulepszeń i wyjaśniono odpowiednie środki techniczne. W kolejnych badaniach i rozwoju personel badawczo-rozwojowy będzie stopniowo wdrażał te plany, ściśle monitorował wibracje wirnika oraz dalej optymalizował i dostosowywał zgodnie z rzeczywistymi wynikami, aby zapewnić stabilniejszą i niezawodniejszą pracę wirnika podczas pracy z dużą prędkością , zapewniając silną gwarancję poprawy wydajności i innowacyjności technologicznej produktów firmy. Ta dyskusja techniczna nie tylko odzwierciedla ducha personelu badawczo-rozwojowego, jakim jest pokonywanie trudności, ale także odzwierciedla nacisk firmy na jakość produktu. Firma Hangzhou Magnet Power Technology Co., Ltd. dąży do zapewnienia każdemu klientowi produktów o wyższej jakości, lepszej cenie i lepszej jakości, opracowując wyłącznie produkty odpowiednie dla klientów i tworząc profesjonalne, kompleksowe rozwiązania!
Czas publikacji: 22 listopada 2024 r
