Стал за балансирање ротора велике брзине за вакуум пумпе

Увод

Балансирање брзоходних ротора у вакуумским пумпама захтева специјализовану опрему способну да одржи тачност у екстремним радним условима. Да би се испунили ти захтеви, развијени су наменски балансирни сталци 2002. и 2009. године. Ови системи су пројектовани за динамичко балансирање састављених турбинских ротора при стварним радним брзинама од 42,000 до 60,000 rpm, директно у њиховим сопственим ослонцима лежајева. Пројектни циљ био је постизање вредности преостале неуравнотежености у складу са класом тачности 1 према GOST 22061-76, совјетском стандарду квалитета балансирања (његов савремени међународни пандан је ISO 21940-11, раније ISO 1940-1).

Структурни дизајн и конфигурација

Слика 1 приказује шематски распоред постоља за балансирање велике брзине који се користи за роторе вакуум пумпе.

Слика 1 – Структурни распоред постоља за балансирање брзих вакуум пумпи:
1 – Крута платформа
2 – Цилиндричне опруге за изолацију вибрација
3 – Цилиндрична монтажна основа
4 – Балансирана вакуум пумпа
5 – Заштитни поклопац
6 – Сензор фазног угла
7 – Сензор вибрација на поклопцу
8 – Сензор вибрација на бази
9 – Мерна и рачунарска јединица

Постоље је изграђено на правоугаоној платформи (1), коју ослањају четири цилиндричне опруге (2), које обезбеђују изолацију вибрација. Платформа је ојачана уздужним и попречним укрућивачима, постижући високу крутост уз минимизирање тежине. Ово структурно решење обезбеђује високу осетљивост на силе неравнотеже и спречава резонантне осцилације у целом опсегу брзина пумпе током балансирања.

Монтажна база (3) је чврсто причвршћена за платформу и служи за прецизно позиционирање пумпе (4). Пумпа је затворена посебним поклопцем (5), који такође садржи сензор фазног угла (6). Два сензора вибрација (7 и 8) су монтирана на поклопцу и бази, респективно. Сви сензори су повезани са мерном и рачунарском јединицом (9), која врши анализу у реалном времену и израчунава корективне тегове.

Процедура балансирања

Балансирање се врши у две узастопне фазе како би се осигурала прецизност и под крутим и под флексибилним условима ротора.

Фаза 1 – Балансирање крутог ротора

У почетној фази ротор пумпе се балансира при брзинама обртања до 8,000 rpm, када се понаша као круто тело. Циљ је овде компензација и статичке и моментне неуравнотежености. У испитивањима на овом вибрационо изолованом столу систем постиже нивое преосталих вибрација испод 0.01 mm/s RMS у фреквенцијском опсегу 3,500–8,000 rpm. Ово изузетно ниско очитавање је резултат испитивања на столу у контролисаним условима, а не типична вредност теренског мерења.

Фаза 2 – Балансирање флексибилног ротора велике брзине

У другој фази, балансирање се врши при радној брзини ротора — 42.000 или 60.000 о/мин, у зависности од модела пумпе. При овој брзини, ротор улази у флексибилно стање и подлеже деформацији, што доводи до додатне динамичке неравнотеже. Коначна корекција се израчунава и примењује како би се ови ефекти минимизирали. Ниво преостале вибрације након балансирања великом брзином не прелази 0,3 mm/s RMS, што обезбеђује дугорочно стабилан рад пумпе.

Карактеристике перформанси

• Заостале вибрације (крута фаза): ≤ 0.01 mm/s (3,500–8,000 rpm, резултат испитивања на столу)

• Заостале вибрације (флексибилна фаза): ≤ 0,3 мм/с (42.000–60.000 обртаја у минути)

• Укупно време циклуса за балансирање: Обично мање од 30 минута

Закључак

Балансирајући сталак за роторе вакуум пумпи велике брзине комбинује структурну крутост, прецизно мерење и напредно израчунавање. Омогућава прецизно балансирање у реалним радним условима, компензујући и статичке и динамичке неравнотеже. Решење испуњава строге стандарде вибрација и значајно побољшава поузданост и век трајања система вакуум пумпи велике брзине.