Nagysebességű rotor kiegyensúlyozó állvány vákuumszivattyúkhoz

Bevezetés

A vákuumszivattyúk nagysebességű rotorjainak kiegyensúlyozása speciális berendezéseket igényel, amelyek képesek a pontosság fenntartására szélsőséges üzemi körülmények között. Ezen követelmények teljesítésére 2002-ben és 2009-ben speciális kiegyensúlyozó állványokat fejlesztettek ki. Ezeket a rendszereket az összeszerelt turbinarotorok dinamikus kiegyensúlyozására tervezték 42 000 és 60 000 fordulat/perc közötti tényleges üzemi sebesség mellett, közvetlenül a saját csapágyazásukban. A tervezési cél a GOST ISO 22061-76 szabvány szerinti 1. pontossági osztályú maradék kiegyensúlyozatlansági értékek elérése volt.

Szerkezeti tervezés és konfiguráció

Az 1. ábra a vákuumszivattyú rotorjaihoz használt nagysebességű kiegyensúlyozó állvány vázlatos elrendezését mutatja.

1. ábra – A nagysebességű vákuumszivattyú kiegyensúlyozó állványának szerkezeti elrendezése:
1 – Merev platform
2 – Hengeres rezgéscsillapító rugók
3 – Hengeres szerelőalap
4 – Kiegyensúlyozott vákuumszivattyú
5 – Védőburkolat
6 – Fázisszög-érzékelő
7 – Rezgésérzékelő a fedélen
8 – Rezgésérzékelő az alapon
9 – Mérő- és számítási egység

Az állvány egy téglalap alakú platformon (1) épül, amelyet négy hengeres rugó (2) tart, amelyek rezgésszigetelést biztosítanak. A platform hosszanti és keresztirányú merevítőkkel van megerősítve, így nagy merevséget ér el, miközben minimalizálja a súlyt. Ez a szerkezeti megoldás nagy érzékenységet biztosít az egyensúlyhiányból eredő erőkkel szemben, és megakadályozza a rezonáns rezgéseket a szivattyú teljes fordulatszám-tartományában a kiegyensúlyozás során.

A szerelőalap (3) mereven rögzítve van a platformhoz, és a szivattyú (4) pontos pozicionálására szolgál. A szivattyút egy erre a célra szolgáló fedél (5) veszi körül, amely a fázisszög-érzékelőt (6) is tartalmazza. Két rezgésérzékelő (7 és 8) található a fedélen, illetve az alapon. Minden érzékelő egy mérő- és számítóegységhez (9) van csatlakoztatva, amely valós idejű elemzést végez és korrekciós súlyokat számít ki.

Kiegyensúlyozási eljárás

A kiegyensúlyozást két egymást követő szakaszban végzik, hogy biztosítsák a pontosságot mind merev, mind rugalmas rotor esetén.

1. szakasz – Merev rotor kiegyensúlyozása

A kezdeti szakaszban a szivattyúrotort 8000 ford/perc fordulatszámig kiegyensúlyozzák, ahol merev testként viselkedik. A cél a statikus és a tengelykapcsoló-egyensúlyhiány kompenzálása. A rendszer a 3500–8000 ford/perc frekvenciatartományban 0,01 mm/s RMS alatti maradék rezgési szintet ér el.

2. szakasz – Nagy sebességű, rugalmas rotorkiegyensúlyozás

A második szakaszban a kiegyensúlyozást a rotor üzemi sebességén végzik – 42 000 vagy 60 000 fordulat/perc, a szivattyú modelljétől függően. Ezen a sebességen a rotor rugalmas állapotba kerül és deformálódik, ami további dinamikus kiegyensúlyozatlansághoz vezet. Egy végső korrekciót számítanak ki és alkalmaznak ezen hatások minimalizálása érdekében. A nagysebességű kiegyensúlyozás utáni maradék rezgési szint nem haladja meg a 0,3 mm/s RMS értéket, biztosítva a szivattyú hosszú távú stabil működését.

Teljesítményjellemzők

• Maradék rezgés (merev állvány): ≤ 0,01 mm/s (3500–8000 fordulat/perc)

• Maradék rezgés (flexibilis tárgyasztal): ≤ 0,3 mm/s (42 000–60 000 fordulat/perc)

• A kiegyensúlyozás teljes ciklusideje: Általában 30 perc alatt

Következtetés

A vákuumszivattyú-rotorok nagysebességű kiegyensúlyozó állványa ötvözi a szerkezeti merevséget, a precíziós mérést és a fejlett számítási teljesítményt. Lehetővé teszi a pontos kiegyensúlyozást valós üzemi körülmények között, kompenzálva mind a statikus, mind a dinamikus egyensúlyhiányt. A megoldás megfelel a szigorú rezgési szabványoknak, és jelentősen javítja a nagysebességű vákuumszivattyú-rendszerek megbízhatóságát és élettartamát.