Kas ir termiskā izplešanās vārpstas izlīdzināšanā?

Termiskā izplešanās ir mašīnas centra līnijas augstuma vertikālā izplešanās, tai sasilstot no apkārtējās vides temperatūras līdz darba temperatūrai. Formula ir ΔH = H × α × ΔT, kur H ir augstums no pēdas līdz centra līnijai, α ir termiskās izplešanās koeficients un ΔT ir temperatūras paaugstināšanās.

Kāpēc nepieciešama iepriekšēja nobīdīta aukstā izlīdzināšana?

Mašīnas ir izlīdzinātas aukstā stāvoklī, bet darbojas karstā stāvoklī. Ja abu mašīnu tilpums palielinās dažādos apjomos, perfekta aukstā izlīdzināšana rada nepareizu izlīdzināšanu darba temperatūrā. Aukstā izlīdzinājuma iepriekšēja kompensācija ar paredzamo diferenciālo pieaugumu nodrošina izlīdzināšanu karstā stāvoklī.

Kā noteikt darba temperatūru?

Darba temperatūru var mērīt darbojošās iekārtās, izmantojot infrasarkanos termometrus vai kontaktzondes pie gultņa korpusa vai mašīnas kājām. Tipiskas vērtības: elektromotori 60–90 °C, sūkņi 40–70 °C (atkarībā no procesa), tvaika turbīnas 80–200 °C.

Kādas ir tipiskas motoru un sūkņu temperatūras?

Elektromotori parasti darbojas 60–90 °C temperatūrā pie korpusa. Centrbēdzes sūkņu temperatūra aukstā ūdens sūknēšanai ir no 40 līdz 70 °C, bet karstu procesa šķidrumu sūknēšanai tā var būt daudz augstāka. Tvaika turbīnu temperatūra var sasniegt 150–300 °C. Pārnesumkārbas parasti darbojas 50–80 °C temperatūrā.

Kas ir karstās izlīdzināšanas pārbaude?

Karstās izlīdzināšanas pārbaude tiek veikta, kamēr iekārta ir darba temperatūrā (tūlīt pēc izslēgšanas). Tā apstiprina, ka termiskās izplešanās prognozes bija pareizas un iekārtas ir izlīdzinātas faktiskajos darba apstākļos. Šis ir zelta standarts izlīdzināšanas validācijai.

Bezmaksas inženiertehniskais rīks

Termiskās izplešanās kompensācija vārpstas izlīdzināšanai

Aprēķiniet piedziņas un darbināmās mašīnas vārpstas centra līnijas vertikālo pieaugumu termiskās izplešanās dēļ. Nosakiet aukstās izlīdzināšanas iepriekšējās nobīdes mērķi, lai darba temperatūrā sasniegtu izlīdzinājumu.

Piedziņa + darbināmā mašīna ΔH = H × α × ΔT Aukstā nobīdes mērķis

Apkārtējās vides temperatūra (°C)

Ievadiet zemāk abu mašīnu datus. Starpība nosaka auksto iepriekšējo nobīdi.

Piedziņas mašīna (piem., motors)

Mašīnas tips

Materiāls

Augstums no pēdas līdz centra līnijai H (mm)

Darba temperatūra (°C)

Darbināmā mašīna (piem., sūknis)

Mašīnas tips

Materiāls

Augstums no pēdas līdz centra līnijai H (mm)

Darba temperatūra (°C)

Ātrie iestatījumi

Rezultāti

Aukstās iepriekšējās nobīdes mērķis (diferenciālā izplešanās)

—

Piedziņas mašīnas termiskā izplešanās

—

Darbināmās mašīnas termiskā izplešanās

—

Piedziņas mašīnas ΔT

—

Darbināmās mašīnas ΔT

—

Termiskās izplešanās formula

Kad mašīna uzkarst, tās rāmis vertikāli izplešas, paceļot vārpstas centra līniju:

H — augstums no pēdas līdz centra līnijai (mm)
α — termiskās izplešanās koeficients (×10⁻⁶ /°C)
T_op — darba temperatūra (°C)
T_amb — apkārtējās vides temperatūra (°C)

Materiāla CTE vērtības

Materiāls	α (×10⁻⁶ /°C)
Oglekļa tērauds	12.0
Čuguns	10.5
Nerūsējošais tērauds (304/316)	16.0
Alumīnijs	23.0

Tipiskas darba temperatūras

Mašīnas tips	Tipiska korpusa temperatūra (°C)
Elektromotors	60–90
Centrbēdzes sūknis (auksts ūdens)	40–70
Tvaika turbīna	80–200
Ātrumkārba	50–80
Kompresors	60–120

Praktisks piemērs

Piemērs — motora un sūkņa agregāts

Ņemot vērā: Apkārtējā temperatūra = 20°C

Motors: H = 200 mm, tērauds (α = 12×10⁻⁶), T_op = 80 °C

Sūknis: H = 250 mm, tērauds (α = 12×10⁻⁶), T_op = 60 °C

ΔH_motors = 200 × 12 × 10⁻⁶ × (80 − 20) = 0,144 mm

ΔH_sūknis = 250 × 12 × 10⁻⁶ × (60 − 20) = 0,120 mm

Starpība = 0,144 − 0,120 = 0,024 mm

Motors vairāk pieaug → iestatiet motoru 0,024 mm ZEMS aukstās izlīdzināšanas laikā.

💡 Padoms: Mašīnai, kas aug vairāk, aukstā izlīdzināšanas laikā jāiestata ZEMĀ vērtība. Kad abas sakarst, diferenciālā augšana tās izlīdzina.

⚠️ Piezīme: Šajā aprēķinā tiek pieņemts, ka mašīnas rāmis vienmērīgi termiski izplešas. Praksē termiskie gradienti, cauruļvadu deformācija un pamatu ietekme var izraisīt papildu kustības. Ja iespējams, vienmēr pārbaudiet ar karstās izlīdzināšanas pārbaudi.