Стал за балансирање ротора велике брзине за вакуум пумпе

Увод

Balansiranje brzohodnih rotora u vakuumskim pumpama zahteva specijalizovanu opremu sposobnu da održi tačnost u ekstremnim radnim uslovima. Da bi se ispunili ti zahtevi, razvijeni su namenski balansirni stalci 2002. i 2009. godine. Ovi sistemi su projektovani za dinamičko balansiranje sastavljenih turbinskih rotora pri stvarnim radnim brzinama od 42,000 do 60,000 rpm, direktno u njihovim sopstvenim osloncima ležajeva. Projektni cilj bio je postizanje vrednosti preostale neuravnoteženosti u skladu sa klasom tačnosti 1 prema GOST 22061-76, sovjetskom standardu kvaliteta balansiranja (njegov savremeni međunarodni pandan je ISO 21940-11, ranije 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

U početnoj fazi rotor pumpe se balansira pri brzinama obrtanja do 8,000 rpm, kada se ponaša kao kruto telo. Cilj je ovde kompenzacija i statičke i momentne neuravnoteženosti. U ispitivanjima na ovom vibraciono izolovanom stolu sistem postiže nivoe preostalih vibracija ispod 0.01 mm/s RMS u frekvencijskom opsegu 3,500–8,000 rpm. Ovo izuzetno nisko očitavanje je rezultat ispitivanja na stolu u kontrolisanim uslovima, a ne tipična vrednost terenskog merenja.

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, rezultat ispitivanja na stolu)

• 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.