Analiza technologii projektowania i produkcji dużych wirników wału sprężarki

Jako podstawowy sprzęt w dziedzinach przemysłowych, takich jak petrochemikalia, energia i energia elektryczna oraz produkcja metalurgiczna, wydajność dużych sprężarki jest bezpośrednio związana z wydajnością operacyjną i ekonomią całego systemu produkcyjnego. Jako element „serca” tego kluczowego sprzętu, poziom projektowania i produkcji wirnika wału sprężarki określa niezawodność i żywotność całej maszyny.

. duży wirnik wału sprężarki jest złożonym komponentem przesyłania mocy i konwersji energii, zwykle złożonymi z precyzyjnego montażu komponentów, takich jak główny wał, wirnik, dysk bilansowy i sprzężenie. W przeciwieństwie do konwencjonalnych obrotowych części mechanicznych, wirnik wału sprężarki musi wytrzymać ogromne siły odśrodkowe, siły gazowe i naprężenia termiczne przy obrotowej obrotu, przy jednoczesnym zachowaniu wyjątkowo wysokiej dokładności równowagi dynamicznej i stabilności wymiarowej. Ten ekstremalny warunek pracy stawia ścisłe wymagania dotyczące właściwości materiału, siły konstrukcyjnej i dokładności produkcji wirnika.

Z funkcjonalnej perspektywy wirnik wału musi nie tylko zdawać sobie sprawę z konwersji energii mechanicznej w energię ciśnienia gazowego, ale także zapewnić, że charakterystyka wibracji całego układu wirnika podczas pracy znajdują się w bezpiecznym zakresie. Prędkość robocza nowoczesnych dużych wirników sprężarki wynosi zwykle od 3000-15000 obr / min, a niektóre specjalne zastosowania mogą nawet osiągnąć ponad 20000 obr / min. W takich dużych warunkach obrotu dynamiczne zachowanie wirnika staje się niezwykle złożone, a nawet niewielka nierównowaga może powodować silne wibracje, co prowadzi do poważnych konsekwencji, takich jak uszkodzenie uszczelnienia i uszkodzenie łożyska.

Wybór materiału dużych wirników wału sprężarki musi wziąć pod uwagę wiele czynników, takich jak wytrzymałość, wytrzymałość, odporność na korozję i maszyna. Obecnie główny nurt wykorzystuje materiały ze stali stopowej, takie jak 34crniMo6, 42Crmo4 i inne stale stopowa średnio węglowodorów. Materiały te mogą uzyskać dobre kompleksowe właściwości mechaniczne po odpowiednim obróbce cieplnej. W przypadku środowisk korozyjnych często stosuje się stale nierdzewne, takie jak 1CR13, 2CR13 lub specjalne materiały, takie jak dupleks ze stali nierdzewnej.

Wpływu procesu obróbki cieplnej na wydajność wirnika nie można zignorować. Gaszenie i leczenie temperowanie (hartowanie temperatury w wysokiej temperaturze) jest kluczowym procesem uzyskania dobrej siły i dopasowania wytrzymałości, co wymaga precyzyjnej kontroli temperatury ogrzewania, czasu trzymania i szybkości chłodzenia. Duże odkuwki wirnika często stosują również proces wyżarzania odciążenia naprężenia, aby wyeliminować naprężenie resztkowe generowane podczas przetwarzania i uniknąć deformacji podczas kolejnego wykończenia.

Proces przetwarzania dużych wirników wału sprężarki odzwierciedla najwyższy poziom nowoczesnej produkcji maszyn. Wymagane są dziesiątki procesów od zgrubnej obróbki do drobnej obróbki. Wymiarowa tolerancja kluczowych części, takich jak rowek dziennika i wirnika, jest zwykle kontrolowana w odległości 0,01 mm, a wartość RA chropowatości powierzchni jest niższa niż 0,4 μm. Ten precyzyjny wymóg sprawia, że ​​wybór sprzętu do przetwarzania jest szczególnie ważny. Obecnie powszechnie stosuje się wysoką liczbę naruszeń i wysokiej precyzji CNC Turning and Filling Composite Caming Centers, w połączeniu z zaawansowanymi internetowymi systemami pomiarowymi w celu osiągnięcia monitorowania jakości przetwarzania w czasie rzeczywistym.

Technologia równoważenia dynamicznego jest podstawowym łączem zapewniającym płynne działanie wirnika. Tradycyjne szybkie równoważenie dynamiczne odbywa się głównie w komorze próżniowej w celu zmniejszenia wpływu odporności na wiatr; Podczas gdy nowoczesna technologia równoważenia dynamiki laserowej znacznie poprawia wydajność równoważenia i dokładność poprzez pomiar bezkontaktowy. Warto zauważyć, że równowaga wirnika musi nie tylko rozważyć niezrównoważoną ilość w stanie sztywnym, ale także musi przeanalizować wpływ jego elastycznego deformacji na stan bilansu, który wymaga od inżynierów opanowania złożonej teorii dynamiki wirnika i korzystania z profesjonalnego oprogramowania do obliczeń symulacji.

Pełny system kontroli jakości jest ostatnią linią obrony, która zapewni niezawodność wirnika wału dużej sprężarki. Oprócz konwencjonalnej kontroli wymiarowej, niezniszczające kontrole, takie jak wykrywanie wad ultradźwiękowych i wykrywanie wad cząstek magnetycznych, są również wymagane do wykrycia drobnych wad wewnątrz materiału. W ostatnich latach technologia testowania ultradźwiękowego tablicy była szeroko stosowana w wykrywaniu kluczowych części wirników ze względu na jego wysoką wrażliwość i możliwości obrazowania. W przypadku ważnych wirników wymagane są również kompleksowe testy właściwości mechaniczne, w tym testy rozciągające, uderzenia i zmęczeniowe w temperaturze pokojowej i wysokiej temperaturze.