Вакуумдық сорғыларға арналған жоғары жылдамдықты ротор теңгеру стенді

Кіріспе

Balancing of high-speed rotors in vacuum pumps requires specialized equipment capable of maintaining accuracy under extreme operational conditions. To meet these requirements, dedicated balancing stands were developed in 2002 and 2009. These systems are designed for dynamic balancing of assembled turbine rotors at actual operational speeds ranging from 42,000 to 60,000 rpm, directly in their own bearing supports. The design objective was to achieve residual imbalance values in accordance with Class 1 accuracy as per GOST 22061-76, the Soviet balance quality standard (its modern international counterpart is ISO 21940-11, formerly ISO 1940-1).

Конструктивтік орындалуы мен конфигурациясы

1-суретте вакуумдық сорғы роторларына арналған жоғары жылдамдықты теңгеру стендінің сызбалық орналасуы көрсетілген.

1-сурет – Жоғары жылдамдықты вакуумдық сорғы теңгеру стендінің конструктивтік орналасуы:
1 – Қатаң платформа
2 – Цилиндрлік тербелісті оқшаулайтын серіппелер
3 – Цилиндрлік монтаждық табан
4 – Теңгерілетін вакуумдық сорғы
5 – Қорғаныш қақпағы
6 – Фаза бұрышының датчигі
7 – Қақпақтағы тербеліс датчигі
8 – Табандағы тербеліс датчигі
9 – Өлшеу және есептеу блогы

Стенд тіктөртбұрышты платформада (1) орнатылған, оны төрт цилиндрлік серіппе (2) тіреп тұрады — бұл серіппелер дірілдің оқшаулануын қамтамасыз етеді. Платформа бойлық және көлденең қатаңдықтырушы қабырғалармен нығайтылған, осының арқасында жоғары қатаңдыққа қол жеткізіледі және салмақ азайтылады. Мұндай конструктивтік шешім теңгерімсіздік күштеріне жоғары сезімталдықты қамтамасыз етеді және балансировка барысында сораптың бүкіл жылдамдық ауқымында резонанстық тербелістердің алдын алады.

Бекіту негізі (3) платформаға қатты жалғанған және сорапты (4) дәл орналастыруға арналған. Сорап арнайы қақпақпен (5) жабылған; бұл қақпақта фазалық бұрыш датчигі (6) де орналасқан. Қақпаққа және негізге сәйкесінше екі діріл датчигі (7 және 8) орнатылған. Барлық датчиктер өлшеу және есептеу блогына (9) қосылған; блок нақты уақытта талдау жүргізеді және түзету салмақтарын есептейді.

Баланстау процедурасы

Балансировка қатаң және икемді ротор жағдайларында да дәлдікті қамтамасыз ету үшін екі дәйекті кезеңде жүргізіледі.

1-кезең – Қатаң ротордың балансировкасы

In the initial stage, the pump rotor is balanced at rotational speeds up to 8,000 rpm, where it behaves as a rigid body. The objective here is to compensate for both static and couple imbalances. In tests on this vibration-isolated stand, the system achieves residual vibration levels below 0.01 mm/s RMS in the 3,500–8,000 rpm frequency range. This ultra-low reading is a stand-test result obtained under controlled conditions, not a typical field-measurement figure.

2-кезең – Жоғары жылдамдықты икемді ротор балансировкасы

Екінші кезеңде балансировка ротордың жұмыс жылдамдығында — сорап моделіне байланысты 42 000 немесе 60 000 айн/мин жылдамдықта — жүргізіледі. Осы жылдамдықта ротор икемді күйге өтеді және деформацияланады, бұл қосымша динамикалық теңгерімсіздікке әкеледі. Осы әсерді барынша азайту үшін соңғы түзету есептеліп енгізіледі. Жоғары жылдамдықты балансировкадан кейінгі қалдық діріл деңгейі 0,3 мм/с RMS-тен аспайды, бұл сораптың ұзақ мерзімді тұрақты жұмысын қамтамасыз етеді.

Өнімділік сипаттамалары

• Қалдық діріл (қатаң кезең): ≤ 0.01 mm/s (3,500–8,000 rpm, stand-test result)

• Қалдық діріл (икемді кезең): ≤ 0,3 мм/с (42 000–60 000 айн/мин)

• Балансировканың жалпы циклдік уақыты: Typically under 30 minutes

Қорытынды

Вакуумдық сорап роторларына арналған жоғары жылдамдықты балансировка стенді конструктивтік қатаңдықты, дәл өлшеуді және жетілдірілген есептеуді біріктіреді. Ол нақты жұмыс жағдайларында статикалық және динамикалық теңгерімсіздіктерді өтей отырып, дәл балансировкалауды қамтамасыз етеді. Шешім қатаң діріл стандарттарына сай келеді және жоғары жылдамдықты вакуумдық сорап жүйелерінің сенімділігі мен қызмет мерзімін айтарлықтай арттырады.