Analiza tehnologije dizajna i proizvodnje velikih rotora osovine kompresora

Kao osnovna oprema u industrijskim poljima kao što su petrokemikalija, energija i električna energija i metalurška proizvodnja, performanse velikih kompresora izravno su povezane s operativnom učinkovitošću i ekonomijom cijelog proizvodnog sustava. Kao komponenta "srca" ove ključne opreme, razina dizajna i proizvodnje rotora osovine kompresora određuje pouzdanost i radni vijek cijelog stroja.

U Veliki rotor osovine kompresora složena je komponenta prijenosa snage i pretvorbe energije, obično sastoji se od preciznog sastavljanja komponenti poput glavne osovine, rotora, diska za ravnotežu i spajanja. Za razliku od konvencionalnih rotirajućih mehaničkih dijelova, rotor osovine kompresora mora izdržati ogromne centrifugalne sile, plinske sile i toplinske napone pod rotacijom velike brzine, zadržavajući izuzetno visoku točnost dinamičke ravnoteže i dimenzionalnu stabilnost. Ovo ekstremno radno stanje postavlja stroge zahtjeve na svojstvima materijala, strukturnu čvrstoću i točnost proizvodnje rotora.

Iz funkcionalne perspektive, rotor osovine ne samo da mora shvatiti pretvorbu mehaničke energije u energiju tlaka plina, već također osigurati da su vibracijske karakteristike cijelog sustava rotora tijekom rada u sigurnom rasponu. Radna brzina modernih velikih rotora kompresora obično je između 3000-15000rpm, a neke posebne aplikacije mogu čak doseći više od 20000rpm. U takvim uvjetima rotacije velike brzine, dinamičko ponašanje rotora postaje izuzetno složeno, pa čak i mala neravnoteža može uzrokovati ozbiljne vibracije, što dovodi do ozbiljnih posljedica poput kvara brtve i oštećenja ležaja.

Odabir materijala velikih rotora osovine kompresora mora razmotriti mnoge čimbenike poput čvrstoće, žilavosti, otpornosti na koroziju i strojnosti. Trenutno, mainstream koristi legirane čelične materijale, kao što su 34crnimo6, 42CRMO4 i ostali čelici od legure srednjeg ugljika. Ovi materijali mogu dobiti dobra sveobuhvatna mehanička svojstva nakon pravilnog toplinskog obrade. Za korozivne srednje okruženja često se koriste martenzitni nehrđajući čelici poput 1CR13, 2CR13 ili posebnih materijala poput nehrđajućeg čelika s dupleksom.

Utjecaj procesa toplinske obrade na performanse rotora ne može se zanemariti. Tretman u gašenju i kaljenju (ugašenje temperiranja visokih temperatura) je ključni proces za postizanje dobre čvrstoće i čvrstoće, što zahtijeva preciznu kontrolu temperature grijanja, vremena zadržavanja i brzine hlađenja. Veliki odbojci rotora također često koriste postupak zračenja za ublažavanje stresa kako bi se uklonili zaostali stres nastali tijekom obrade i izbjegavali deformacije tijekom naknadnog završetka.

Proces obrade velikih rotora osovine kompresora odražava gornju razinu moderne proizvodnje strojeva. Deseci procesa potrebni su od grube obrade do fine obrade. Dimenzionalna tolerancija ključnih dijelova kao što su časopis i utor za rotor obično se kontrolira unutar 0,01 mm, a vrijednost površinske hrapavosti RA potrebna je ispod 0,4 μm. Ovaj zahtjev za preciznost čini odabir opreme za preradu posebno važnim. Trenutno se općenito koriste visoka krigičnost i visoke precizne kompozitne obrade CNC-a i mljevenja, u kombinaciji s naprednim internetskim mjernim sustavima za postizanje praćenja kvalitete obrade u stvarnom vremenu.

Tehnologija dinamičkog uravnoteženja je temeljna veza kako bi se osiguralo glatko djelovanje rotora. Tradicionalno dinamičko uravnoteženje velike brzine uglavnom se provodi u vakuumskoj komori kako bi se smanjio utjecaj otpornosti na vjetar; Iako moderna tehnologija laserskog dinamičkog uravnoteženja uvelike poboljšava učinkovitost uravnoteženja i točnost kroz nekontaktno mjerenje. Vrijedno je napomenuti da ravnoteža rotora ne samo da treba razmotriti neuravnoteženu količinu u krutom stanju, već također treba analizirati utjecaj njegove fleksibilne deformacije na stanje ravnoteže, što zahtijeva da inženjeri savladaju složenu teoriju dinamike rotora i koriste profesionalni softver za proračune simulacije.

Potpuni sustav inspekcije kvalitete posljednja je linija obrane koja osigurava pouzdanost rotora osovine velikog kompresora. Uz konvencionalnu dimenzionalnu inspekciju, za otkrivanje sitnih oštećenja unutar materijala potrebne su i nerazorivne inspekcije, poput ultrazvučne detekcije nedostataka i otkrivanja magnetske mane magnetske čestice. Posljednjih godina, tehnologija faze ultrazvučnih ispitivanja široko se koristi u otkrivanju ključnih dijelova rotora zbog njegove velike osjetljivosti i mogućnosti snimanja. Za važne rotore potrebna su i sveobuhvatna testova mehaničkih svojstava, uključujući testove zatezanja, udara i umora na sobnoj temperaturi i visokoj temperaturi.