진공 펌프용 고속 로터 밸런싱 스탠드

소개

진공 펌프의 고속 로터 밸런싱에는 극한의 작동 조건에서도 정확도를 유지할 수 있는 특수 장비가 필요합니다. 이러한 요건을 충족하기 위해 2002년과 2009년에 전용 밸런싱 스탠드가 개발되었습니다. 이 시스템은 조립된 터빈 로터를 실제 작동 속도인 42,000~60,000rpm에서 자체 베어링 지지대에서 직접 동적 밸런싱하도록 설계되었습니다. 설계 목표는 GOST ISO 22061-76에 따른 1등급 정확도에 부합하는 잔류 불균형 값을 달성하는 것이었습니다.

구조 설계 및 구성

그림 1은 진공 펌프 로터에 사용되는 고속 밸런싱 스탠드의 개략적인 레이아웃을 보여줍니다.

그림 1 – 고속 진공 펌프 밸런싱 스탠드의 구조적 레이아웃:
1 – 견고한 플랫폼
2 – 원통형 진동 차단 스프링
3 – 원통형 장착 베이스
4 – 균형 진공 펌프
5 – 보호 커버
6 – 위상각 센서
7 – 커버의 진동 센서
8 – 베이스의 진동 센서
9 – 측정 및 계산 장치

스탠드는 진동을 차단하는 4개의 원통형 스프링(2)으로 지지되는 직사각형 플랫폼(1) 위에 설치됩니다. 플랫폼은 종방향 및 횡방향 보강재로 보강되어 무게를 최소화하면서 높은 강성을 확보합니다. 이러한 구조적 솔루션은 불균형력에 대한 높은 민감도를 보장하고 밸런싱 중 펌프의 전체 속도 범위에서 공진 진동을 방지합니다.

장착대(3)는 플랫폼에 단단히 고정되어 펌프(4)의 위치를 정밀하게 조정합니다. 펌프는 전용 커버(5)로 둘러싸여 있으며, 이 커버에는 위상각 센서(6)도 포함되어 있습니다. 두 개의 진동 센서(7과 8)가 커버와 베이스에 각각 장착되어 있습니다. 모든 센서는 측정 및 계산 장치(9)에 연결되어 실시간 분석을 수행하고 보정 중량을 계산합니다.

밸런싱 절차

정밀성을 보장하기 위해 강성 및 유연한 로터 조건에서 밸런싱은 두 단계로 순차적으로 수행됩니다.

1단계 – 강성 로터 밸런싱

초기 단계에서 펌프 로터는 최대 8,000 rpm의 회전 속도에서 평형을 이루며, 이 경우 강체처럼 거동합니다. 이 시스템의 목표는 정적 불균형과 커플 불균형을 모두 보상하는 것입니다. 이 시스템은 3,500~8,000 rpm 주파수 범위에서 0.01 mm/s RMS 미만의 잔류 진동 수준을 달성합니다.

2단계 – 고속 플렉시블 로터 밸런싱

두 번째 단계에서는 로터의 작동 속도(펌프 모델에 따라 42,000rpm 또는 60,000rpm)에서 밸런싱이 수행됩니다. 이 속도에서 로터는 유연한 상태가 되어 변형되고, 이로 인해 추가적인 동적 불균형이 발생합니다. 이러한 영향을 최소화하기 위해 최종 보정값을 계산하여 적용합니다. 고속 밸런싱 후 잔류 진동 수준은 RMS 0.3mm/s를 초과하지 않아 펌프의 장기 안정적인 작동을 보장합니다.

성능 특성

• 잔류 진동(강체 단계): ≤ 0.01mm/s(3,500~8,000rpm)

• 잔류 진동(유연한 단계): ≤ 0.3mm/s(42,000–60,000rpm)

• 밸런싱을 위한 총 사이클 시간: 일반적으로 30분 이내

결론

진공 펌프 로터용 고속 밸런싱 스탠드는 구조적 강성, 정밀 측정, 그리고 첨단 계산 기술을 결합합니다. 실제 작동 조건에서 정확한 밸런싱을 가능하게 하며, 정적 및 동적 불균형을 모두 보정합니다. 이 솔루션은 엄격한 진동 기준을 충족하고 고속 진공 펌프 시스템의 신뢰성과 수명을 크게 향상시킵니다.