Analyse der Design- und Herstellungstechnologie großer Kompressorwellenrotoren

Als Kernausrüstung in Industriefeldern wie Petrochemikalien, Energie und Strom sowie metallurgische Herstellung steht die Leistung großer Kompressoren in direktem Zusammenhang mit der Betriebseffizienz und Wirtschaft des gesamten Produktionssystems. Als "Herz" -Komponente dieser Schlüsselausrüstung bestimmt das Design- und Herstellungsniveau des Kompressorwellenrotors die Zuverlässigkeit und Lebensdauer der gesamten Maschine.

Der großer Kompressorwellenrotor ist eine komplexe Leistungsübertragungs- und Energieumwandlungskomponente, die normalerweise aus einer Präzisionsanordnung von Komponenten wie Hauptwelle, Laufrad, Gleichgewichtsscheibe und Kopplung besteht. Im Gegensatz zu herkömmlichen rotierenden mechanischen Teilen muss der Kompressorwellenrotor den enormen Zentrifugalkräften, Gaskräften und thermischen Spannungen unter hoher Drehung standhalten und gleichzeitig eine extrem hohe dynamische Gleichgewichtsgenauigkeit und die dimensionale Stabilität aufrechterhalten. Dieser extreme Arbeitszustand stellt strenge Anforderungen an die Materialeigenschaften, die strukturelle Festigkeit und die Herstellungsgenauigkeit des Rotors.

Aus funktionaler Sicht muss der Wellenrotor nicht nur die Umwandlung von mechanischer Energie in Gasdruckenergie erkennen, sondern auch sicherstellen, dass die Schwingungseigenschaften des gesamten Rotorsystems während des Betriebs in einem sicheren Bereich liegen. Die Betriebsgeschwindigkeit moderner großer Kompressorrotoren liegt normalerweise zwischen 3000 und 15000 U / min, und einige spezielle Anwendungen können sogar mehr als 20000 U / min erreichen. Unter solchen Hochgeschwindigkeitsrotationsbedingungen wird das dynamische Verhalten des Rotors extrem komplex, und selbst ein kleines Ungleichgewicht kann zu einer schweren Vibration führen, was zu schwerwiegenden Folgen wie Dichtungsversagen und Lagerschäden führt.

Die materielle Auswahl großer Kompressorwellenrotoren muss viele Faktoren wie Festigkeit, Zähigkeit, Korrosionsbeständigkeit und Bearbeitbarkeit berücksichtigen. Derzeit verwendet der Mainstream Legierungsstahlmaterialien wie 34crnimo6, 42Crmo4 und andere Stähle mit mittlerer Kohlenstofflegierung. Diese Materialien können nach ordnungsgemäßer Wärmebehandlung gute umfassende mechanische Eigenschaften erhalten. Für korrosive mittlere Umgebungen werden häufig martensitische Edelstähle wie 1CR13, 2CR13 oder spezielle Materialien wie Duplex Edelstahl verwendet.

Der Einfluss des Wärmebehandlungsprozesses auf die Rotorleistung kann nicht ignoriert werden. Das Löschen und Temperieren der Behandlung (Ablagerungen mit hohem Temperatur) ist ein Schlüsselprozess, um eine gute Festigkeits- und Zähigkeitsanpassung zu erhalten, die eine präzise Kontrolle der Heiztemperatur, der Haltezeit und der Kühlrate erfordert. Große Rotorschmiedes verwenden häufig auch den Stressabbau -Glühprozess, um die während der Verarbeitung erzeugte Restspannung zu beseitigen und eine Verformung während der anschließenden Bearbeitung zu vermeiden.

Der Verarbeitungsprozess von großen Kompressorwellenrotoren reflektiert die oberste Ebene der modernen Maschinenherstellung. Dutzende von Prozessen sind von grober Bearbeitung bis zur feinen Bearbeitung erforderlich. Die dimensionale Toleranz von Schlüsselteilen wie der Journal und der Laufradnut wird normalerweise innerhalb von 0,01 mm gesteuert, und der RA -Wert der Oberflächenrauheit muss unter 0,4 μm liegen. Diese Präzisionsanforderung macht die Auswahl der Verarbeitungsgeräte besonders wichtig. Gegenwärtig werden hochrangige und hochpräzise CNC-Dreh- und Fräsen-Verbundbearbeitungszentren im Allgemeinen verwendet, kombiniert mit fortschrittlichen Online-Messsystemen, um die Echtzeitüberwachung der Verarbeitungsqualität zu erreichen.

Die Dynamic Balance -Technologie ist die Kernverbindung, um den reibungslosen Betrieb des Rotors zu gewährleisten. Das traditionelle Hochgeschwindigkeitsdynamikausgleich wird hauptsächlich in einer Vakuumkammer durchgeführt, um den Einfluss der Windbeständigkeit zu verringern. Während die moderne Laserdynamik-Balance-Technologie die Ausgleichseffizienz und Genauigkeit durch nicht kontaktische Messung erheblich verbessert. Es ist erwähnenswert, dass das Gleichgewicht des Rotors nicht nur den unausgeglichenen Betrag im starren Zustand berücksichtigen muss, sondern auch den Einfluss seiner flexiblen Verformung auf den Gleichgewichtszustand analysieren muss, wodurch die Ingenieure die komplexe Rotordynamiktheorie beherrschen und professionelle Software für Simulationsberechnungen verwenden müssen.

Ein komplettes Qualitätsinspektionssystem ist die letzte Verteidigungslinie, um die Zuverlässigkeit des Wellenrotors eines großen Kompressors zu gewährleisten. Zusätzlich zur herkömmlichen dimensionalen Inspektion sind auch nicht-zerstörerische Inspektionen wie Ultraschallfehler und Magnetpartikelfehlerdetektion erforderlich, um winzige Defekte innerhalb des Materials zu erfassen. In den letzten Jahren wurde die Phased -Array -Ultraschall -Testtechnologie aufgrund seiner hohen Empfindlichkeits- und Bildgebungsfähigkeiten bei der Erkennung von Schlüsselteilen von Rotoren häufig eingesetzt. Für wichtige Rotoren sind auch umfassende mechanische Eigenschaftenprüfungen erforderlich