Vacuum Pumps साठी High-Speed Rotor Balancing Stand

परिचय

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).

संरचनात्मक रचना आणि मांडणी

Figure 1 मध्ये vacuum pump rotors साठी वापरल्या जाणाऱ्या high-speed balancing stand ची योजनात्मक मांडणी दाखवली आहे.

Figure 1 – high-speed vacuum pump balancing stand ची संरचनात्मक मांडणी:
1 – कठोर प्लॅटफॉर्म
2 – बेलनाकार कंपन-विलगीकरण स्प्रिंग्स
3 – बेलनाकार माउंटिंग बेस
4 – संतुलित vacuum pump
5 – संरक्षक आवरण
6 – फेज अँगल सेन्सर
7 – आवरणावरील कंपन सेन्सर
8 – बेसवरील कंपन सेन्सर
9 – मापन व संगणन युनिट

हा stand आयताकृती प्लॅटफॉर्म (1) वर बांधलेला आहे, जो चार बेलनाकार स्प्रिंग्स (2) वर आधारलेला असून कंपन विलगीकरण प्रदान करतो. प्लॅटफॉर्मला लांबीच्या आणि आडव्या stiffeners ने मजबूत केलेले आहे, ज्यामुळे वजन कमी ठेवत उच्च stiffness मिळते. हे संरचनात्मक समाधान balancing दरम्यान pump च्या संपूर्ण speed range मध्ये imbalance forces प्रति उच्च संवेदनशीलता सुनिश्चित करते आणि resonant oscillations टाळते.

Mounting base (3) प्लॅटफॉर्मला घट्ट जोडलेला असून pump (4) अचूकपणे बसवण्यासाठी उपयोगी पडतो. pump ला dedicated cover (5) ने बंदिस्त केलेले असते, ज्यामध्ये phase angle sensor (6) देखील बसवलेला असतो. दोन vibration sensors (7 आणि 8) अनुक्रमे cover आणि base वर बसवलेले असतात. सर्व sensors measuring and computing unit (9) शी जोडलेले असून ते real-time analysis करून corrective weights ची गणना करते.

Balancing प्रक्रिया

कठोर आणि flexible rotor या दोन्ही स्थितींमध्ये अचूकता मिळवण्यासाठी balancing सलग दोन टप्प्यांत केले जाते.

टप्पा 1 – कठोर Rotor Balancing

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.

टप्पा 2 – High-Speed Flexible Rotor Balancing

दुसऱ्या टप्प्यात balancing rotor च्या operational speed वर केले जाते — pump model नुसार 42,000 किंवा 60,000 rpm. या वेगावर rotor flexible स्थितीत प्रवेश करतो आणि विकृत होतो, ज्यामुळे अतिरिक्त dynamic imbalance निर्माण होतो. हे परिणाम कमी करण्यासाठी अंतिम correction ची गणना करून ती लागू केली जाते. high-speed balancing नंतर residual vibration पातळी 0.3 mm/s RMS पेक्षा जास्त राहत नाही, ज्यामुळे pump चे दीर्घकालीन स्थिर कार्य सुनिश्चित होते.

कार्यप्रदर्शन वैशिष्ट्ये

• Residual vibration (कठोर टप्पा): ≤ 0.01 mm/s (3,500–8,000 rpm, stand-test result)

• Residual vibration (flexible टप्पा): ≤ 0.3 mm/s (42,000–60,000 rpm)

• Balancing साठी एकूण cycle time: साधारणपणे 30 मिनिटांपेक्षा कमी

निष्कर्ष

Vacuum pump rotors साठीचा हा high-speed balancing stand संरचनात्मक stiffness, अचूक मापन आणि प्रगत संगणन यांचा संगम आहे. तो प्रत्यक्ष कार्यस्थितींमध्ये अचूक balancing शक्य करतो आणि static तसेच dynamic imbalances दोन्हीची भरपाई करतो. हे समाधान कठोर vibration standards पूर्ण करते आणि high-speed vacuum pump systems ची reliability आणि service life लक्षणीयरीत्या सुधारते.