Vaakumpumpade kiire rootori tasakaalustusalus

Sissejuhatus

Vaakumpumpade kiirete rootorite tasakaalustamine nõuab spetsiaalseid seadmeid, mis suudavad säilitada täpsust äärmuslikes töötingimustes. Nende nõuete täitmiseks töötati aastatel 2002 ja 2009 välja spetsiaalsed tasakaalustusstendid. Need süsteemid on loodud kokkupandud turbiinirootorite dünaamiliseks tasakaalustamiseks tegelikel töökiirustel vahemikus 42 000 kuni 60 000 p/min, otse nende endi laagritugedes. Projekteerimise eesmärk oli saavutada jääktasakaalustamatuse väärtused vastavalt 1. täpsusklassile vastavalt standardile GOST ISO 22061-76.

Konstruktsiooniline disain ja konfiguratsioon

Joonis 1 näitab vaakumpumba rootorite kiire tasakaalustusstatiivi skemaatilist paigutust.

Joonis 1 – Kiire vaakumpumba tasakaalustusstendi struktuuriline paigutus:
1 – Jäik platvorm
2 – Silindrilised vibratsiooni isoleerivad vedrud
3 – Silindriline kinnitusalus
4 – Tasakaalustatud vaakumpump
5 – Kaitsekate
6 – Faasinurga andur
7 – Vibratsiooniandur kaanel
8 – Vibratsiooniandur alusel
9 – Mõõte- ja arvutusüksus

Alus on ehitatud ristkülikukujulisele platvormile (1), mida toetavad neli silindrilist vedru (2), mis tagavad vibratsiooni isoleerimise. Platvorm on tugevdatud piki- ja põikjäigastusribadega, saavutades suure jäikuse ja minimeerides samal ajal kaalu. See konstruktsioonilahendus tagab suure tundlikkuse tasakaalustamatusjõudude suhtes ja hoiab ära resonantsed võnkumised kogu pumba kiirusvahemikus tasakaalustamise ajal.

Paigaldusalus (3) on platvormi külge jäigalt kinnitatud ja selle eesmärk on pumba (4) täpne positsioneerimine. Pump on ümbritsetud spetsiaalse kaanega (5), milles asub ka faasinurga andur (6). Kaanele ja alusele on paigaldatud vastavalt kaks vibratsiooniandurit (7 ja 8). Kõik andurid on ühendatud mõõte- ja arvutusseadmega (9), mis teostab reaalajas analüüsi ja arvutab paranduskaalusid.

Tasakaalustamismenetlus

Tasakaalustamine toimub kahes järjestikuses etapis, et tagada täpsus nii jäiga kui ka painduva rootori tingimustes.

1. etapp – jäiga rootori tasakaalustamine

Esialgses etapis tasakaalustatakse pumba rootorit pöörlemiskiirusel kuni 8000 p/min, kus see käitub jäiga kehana. Eesmärk on kompenseerida nii staatilist kui ka paaris tasakaalustamatust. Süsteem saavutab jääkvibratsiooni taseme alla 0,01 mm/s RMS sagedusvahemikus 3500–8000 p/min.

2. etapp – kiire ja painduva rootori tasakaalustamine

Teises etapis teostatakse tasakaalustamine rootori töökiirusel – kas 42 000 või 60 000 p/min, olenevalt pumba mudelist. Sellel kiirusel läheb rootor painduvasse olekusse ja deformeerub, mis viib täiendava dünaamilise tasakaalustamatuseni. Nende mõjude minimeerimiseks arvutatakse ja rakendatakse lõplik korrektsioon. Jääkvibratsiooni tase pärast kiiret tasakaalustamist ei ületa 0,3 mm/s RMS, mis tagab pumba pikaajalise stabiilse töö.

Toimivusomadused

• Jääkvibratsioon (jäik platvorm): ≤ 0,01 mm/s (3500–8000 p/min)

• Jääkvibratsioon (painduv tööpind): ≤ 0,3 mm/s (42 000–60 000 p/min)

• Tasakaalustamise kogutsükli aeg: Tavaliselt alla 30 minuti

Kokkuvõte

Vaakumpumba rootorite kiire tasakaalustusalus ühendab endas konstruktsiooni jäikuse, täppismõõtmise ja täiustatud arvutused. See võimaldab täpset tasakaalustamist reaalsetes töötingimustes, kompenseerides nii staatilist kui ka dünaamilist tasakaalustamatust. Lahendus vastab rangetele vibratsioonistandarditele ning parandab oluliselt kiirete vaakumpumbasüsteemide töökindlust ja kasutusiga.