پایه متعادل کننده روتور پرسرعت برای پمپ های خلاء

Introduction

بالانس روتورهای پرسرعت در پمپ‌های خلاء نیازمند تجهیزات تخصصی است که بتوانند در شرایط عملیاتی شدید، دقت را حفظ کنند. برای برآورده کردن این الزامات، پایه‌های تعادل اختصاصی در سال‌های ۲۰۰۲ و ۲۰۰۹ توسعه داده شدند. این سیستم‌ها برای بالانس دینامیکی روتورهای توربین مونتاژ شده در سرعت‌های عملیاتی واقعی از ۴۲۰۰۰ تا ۶۰۰۰۰ دور در دقیقه، مستقیماً در تکیه‌گاه‌های یاتاقان خود، طراحی شده‌اند. هدف طراحی، دستیابی به مقادیر عدم تعادل باقیمانده مطابق با دقت کلاس ۱ طبق استاندارد GOST ISO 22061-76 بود.

طراحی سازه و پیکربندی

شکل 1 طرح شماتیک پایه تعادل سرعت بالا مورد استفاده برای روتورهای پمپ خلاء را نشان می‌دهد.

شکل 1 – طرح ساختاری پایه تعادل پمپ خلاء پرسرعت:
۱ – پلتفرم سفت و سخت
۲ – فنرهای استوانه‌ای عایق ارتعاش
۳ – پایه نصب استوانه‌ای
۴ – پمپ خلاء متعادل
۵ – پوشش محافظ
۶ – حسگر زاویه فاز
۷ – حسگر لرزش روی پوشش
۸ – حسگر لرزش روی پایه
۹ – واحد اندازه‌گیری و محاسبه

این پایه بر روی یک سکوی مستطیلی (1) ساخته شده است که توسط چهار فنر استوانه‌ای (2) پشتیبانی می‌شود و ایزولاسیون ارتعاش را فراهم می‌کند. این سکو با سفت‌کننده‌های طولی و عرضی تقویت شده است و در عین حال که وزن را به حداقل می‌رساند، به سفتی بالایی دست می‌یابد. این راه‌حل ساختاری، حساسیت بالا به نیروهای عدم تعادل را تضمین می‌کند و از نوسانات رزونانس در کل محدوده سرعت پمپ در حین بالانس جلوگیری می‌کند.

پایه نصب (3) به طور محکم به سکو متصل شده و برای قرار دادن دقیق پمپ (4) عمل می‌کند. پمپ با یک پوشش اختصاصی (5) محصور شده است که حسگر زاویه فاز (6) را نیز در خود جای داده است. دو حسگر ارتعاش (7 و 8) به ترتیب روی پوشش و پایه نصب شده‌اند. همه حسگرها به یک واحد اندازه‌گیری و محاسبه (9) متصل هستند که تجزیه و تحلیل بلادرنگ را انجام می‌دهد و وزن‌های اصلاحی را محاسبه می‌کند.

رویه تعادل

بالانس در دو مرحله متوالی انجام می‌شود تا دقت در هر دو شرایط روتور صلب و انعطاف‌پذیر تضمین شود.

مرحله ۱ – بالانس روتور صلب

در مرحله اولیه، روتور پمپ در سرعت‌های چرخشی تا ۸۰۰۰ دور در دقیقه متعادل می‌شود، جایی که مانند یک جسم صلب رفتار می‌کند. هدف در اینجا جبران عدم تعادل‌های استاتیکی و کوپل است. سیستم به سطوح ارتعاش باقیمانده زیر ۰.۰۱ میلی‌متر بر ثانیه RMS در محدوده فرکانس ۳۵۰۰ تا ۸۰۰۰ دور در دقیقه دست می‌یابد.

مرحله ۲ – بالانس روتور انعطاف‌پذیر با سرعت بالا

در مرحله دوم، بالانس در سرعت عملیاتی روتور - بسته به مدل پمپ، ۴۲۰۰۰ یا ۶۰۰۰۰ دور در دقیقه - انجام می‌شود. در این سرعت، روتور وارد حالت انعطاف‌پذیر شده و دچار تغییر شکل می‌شود که منجر به عدم تعادل دینامیکی اضافی می‌شود. یک اصلاح نهایی محاسبه و اعمال می‌شود تا این اثرات به حداقل برسد. سطح ارتعاش باقیمانده پس از بالانس سرعت بالا از ۰.۳ میلی‌متر بر ثانیه RMS تجاوز نمی‌کند و عملکرد پایدار پمپ را در درازمدت تضمین می‌کند.

ویژگی‌های عملکرد

• ارتعاش پسماند (مرحله صلب): ≤ ۰.۰۱ میلی‌متر بر ثانیه (۳۵۰۰ تا ۸۰۰۰ دور در دقیقه)

• ارتعاش باقیمانده (طبقه انعطاف‌پذیر): ≤ ۰.۳ میلی‌متر بر ثانیه (۴۲۰۰۰ تا ۶۰۰۰۰ دور در دقیقه)

• کل زمان چرخه برای بالانس: معمولاً زیر 30 دقیقه

Conclusion

پایه متعادل‌کننده سرعت بالا برای روتورهای پمپ خلاء، استحکام ساختاری، اندازه‌گیری دقیق و محاسبات پیشرفته را با هم ترکیب می‌کند. این پایه، متعادل‌سازی دقیق را در شرایط عملیاتی واقعی امکان‌پذیر می‌سازد و عدم تعادل‌های استاتیکی و دینامیکی را جبران می‌کند. این راهکار مطابق با استانداردهای سختگیرانه ارتعاش است و به طور قابل توجهی قابلیت اطمینان و عمر مفید سیستم‌های پمپ خلاء سرعت بالا را بهبود می‌بخشد.