Ātrgaitas rotoru balansēšanas statīvs vakuumsūkņiem

Ievads

Vakuumsūkņu ātrgaitas rotoru balansēšanai ir nepieciešams specializēts aprīkojums, kas spēj saglabāt precizitāti ekstremālos ekspluatācijas apstākļos. Lai izpildītu šīs prasības, 2002. un 2009. gadā tika izstrādāti speciāli balansēšanas stendi. Šīs sistēmas ir paredzētas saliktu turbīnu rotoru dinamiskai balansēšanai faktiskajā darba ātrumā no 42 000 līdz 60 000 apgr./min, tieši to gultņu balstos. Projektēšanas mērķis bija sasniegt atlikušās nelīdzsvarotības vērtības atbilstoši 1. precizitātes klasei saskaņā ar GOST ISO 22061-76.

Konstrukcijas projektēšana un konfigurācija

1. attēlā parādīts vakuumsūkņa rotoru ātrgaitas balansēšanas statīva shematisks izkārtojums.

1. attēls. Ātrgaitas vakuumsūkņa balansēšanas stenda strukturālā shēma:
1. Stingra platforma
2. Cilindriskas vibrācijas izolējošas atsperes
3 – Cilindriska montāžas pamatne
4. – Balansēts vakuumsūknis
5. – Aizsargpārsegs
6. fāzes leņķa sensors
7 — Vibrācijas sensors uz vāka
8 — vibrācijas sensors uz pamatnes
9. Mērīšanas un skaitļošanas vienība

Statīvs ir veidots uz taisnstūrveida platformas (1), ko atbalsta četras cilindriskas atsperes (2), kas nodrošina vibrācijas izolāciju. Platforma ir pastiprināta ar gareniskiem un šķērsvirziena stingrinātājiem, panākot augstu stingrību, vienlaikus samazinot svaru. Šis konstrukcijas risinājums nodrošina augstu jutību pret nelīdzsvarotības spēkiem un novērš rezonanses svārstības visā sūkņa ātruma diapazonā balansēšanas laikā.

Montāžas pamatne (3) ir stingri piestiprināta pie platformas un kalpo sūkņa (4) precīzai pozicionēšanai. Sūknis ir ietverts speciālā vākā (5), kurā atrodas arī fāzes leņķa sensors (6). Divi vibrācijas sensori (7 un 8) ir uzstādīti attiecīgi uz vāka un pamatnes. Visi sensori ir savienoti ar mērīšanas un skaitļošanas bloku (9), kas veic reāllaika analīzi un aprēķina korekcijas svarus.

Balansēšanas procedūra

Balansēšana tiek veikta divos secīgos posmos, lai nodrošinātu precizitāti gan stingra, gan elastīga rotora apstākļos.

1. posms — stingrā rotora balansēšana

Sākotnējā posmā sūkņa rotors tiek balansēts pie rotācijas ātruma līdz 8000 apgr./min, kur tas uzvedas kā stingrs ķermenis. Mērķis ir kompensēt gan statisko, gan saspēka nelīdzsvarotību. Sistēma sasniedz atlikušās vibrācijas līmeni zem 0,01 mm/s RMS frekvenču diapazonā no 3500 līdz 8000 apgr./min.

2. posms — lielātruma elastīga rotora balansēšana

Otrajā posmā balansēšana tiek veikta ar rotora darba ātrumu — 42 000 vai 60 000 apgr./min atkarībā no sūkņa modeļa. Ar šo ātrumu rotors nonāk elastīgā stāvoklī un deformējas, kas rada papildu dinamisko nelīdzsvarotību. Lai samazinātu šo ietekmi, tiek aprēķināta un piemērota galīgā korekcija. Atlikušais vibrācijas līmenis pēc ātrgaitas balansēšanas nepārsniedz 0,3 mm/s RMS, nodrošinot sūkņa ilgtermiņa stabilu darbību.

Veiktspējas raksturlielumi

• Atlikušās vibrācijas (stingrā platforma): ≤ 0,01 mm/s (3500–8000 apgr./min)

• Atlikušās vibrācijas (elastīgais statīvs): ≤ 0,3 mm/s (42 000–60 000 apgr./min)

• Kopējais balansēšanas cikla laiks: Parasti mazāk nekā 30 minūtes

Secinājums

Vakuumsūkņa rotoru ātrgaitas balansēšanas statīvs apvieno konstrukcijas stingrību, precīzus mērījumus un uzlabotus aprēķinus. Tas nodrošina precīzu balansēšanu reālos ekspluatācijas apstākļos, kompensējot gan statisko, gan dinamisko nelīdzsvarotību. Risinājums atbilst stingriem vibrācijas standartiem un ievērojami uzlabo ātrgaitas vakuumsūkņu sistēmu uzticamību un kalpošanas laiku.