Análise da tecnologia de design e fabricação de grandes rotores do eixo do compressor

Como equipamentos principais em campos industriais, como petroquímicos, energia e eletricidade e fabricação metalúrgica, o desempenho de grandes compressores está diretamente relacionado à eficiência operacional e à economia de todo o sistema de produção. Como o componente "coração" deste equipamento -chave, o nível de design e fabricação do rotor do eixo do compressor determina a confiabilidade e a vida útil de toda a máquina.

O Rotor de eixo de compressor grande é um componente complexo de transmissão de energia e conversão de energia, geralmente composto por uma montagem de precisão de componentes como o eixo principal, impulsor, disco de equilíbrio e acoplamento. Ao contrário das peças mecânicas rotativas convencionais, o rotor do eixo do compressor precisa suportar enormes forças centrífugas, forças gasosas e tensões térmicas sob rotação de alta velocidade, mantendo precisão de equilíbrio dinâmico extremamente alta e estabilidade dimensional. Essa condição de trabalho extrema coloca requisitos estritos nas propriedades do material, força estrutural e precisão de fabricação do rotor.

De uma perspectiva funcional, o rotor do eixo deve não apenas perceber a conversão da energia mecânica em energia da pressão do gás, mas também garantir que as características de vibração de todo o sistema de rotor durante a operação estejam dentro de uma faixa segura. A velocidade de operação dos grandes rotores modernos de compressores é geralmente entre 3000-15000rpm, e algumas aplicações especiais podem até atingir mais de 20000rpm. Sob tais condições de rotação de alta velocidade, o comportamento dinâmico do rotor se torna extremamente complexo, e até um pequeno desequilíbrio pode causar vibração grave, levando a sérias conseqüências, como falha de vedação e danos causados ​​pelo rolamento.

A seleção de material de grandes rotores do eixo do compressor precisa considerar muitos fatores como resistência, resistência, resistência à corrosão e usinabilidade. Atualmente, o mainstream usa materiais de aço de liga, como 34crnimo6, 42crmo4 e outros aços de liga de carbono médio. Esses materiais podem obter boas propriedades mecânicas abrangentes após o tratamento térmico adequado. Para ambientes médios corrosivos, aços inoxidáveis ​​martensíticos como 1CR13, 2CR13 ou materiais especiais, como o aço inoxidável duplex, são frequentemente usados.

A influência do processo de tratamento térmico no desempenho do rotor não pode ser ignorada. O tratamento com extinção e temperamento (temperamento de alta temperatura) é um processo essencial para obter uma boa correspondência de força e tenacidade, o que requer controle preciso da temperatura de aquecimento, tempo de retenção e taxa de resfriamento. Esquecos grandes do rotor também costumam usar o processo de recozimento de alívio do estresse para eliminar o estresse residual gerado durante o processamento e evitar a deformação durante o acabamento subsequente.

O processo de processamento de grandes rotores do eixo do compressor reflete o nível superior da fabricação moderna de máquinas. Dezenas de processos são necessários, desde a usinagem acidentada até a usinagem fina. A tolerância dimensional de peças -chave, como o diário e o sulco do impulsor, geralmente é controlada em 0,01 mm, e o valor da rugosidade da superfície é necessário para estar abaixo de 0,4μm. Esse requisito de precisão torna a seleção de equipamentos de processamento particularmente importante. Atualmente, geralmente são usados ​​os centros de usinagem compostos de reviravolta e moagem de alta rigidez e alta precisão, combinados com sistemas de medição on-line avançados para alcançar o monitoramento em tempo real da qualidade do processamento.

A tecnologia de equilíbrio dinâmico é o link principal para garantir a operação suave do rotor. O balanceamento dinâmico tradicional de alta velocidade é realizado principalmente em uma câmara de vácuo para reduzir a influência da resistência ao vento; Enquanto a moderna tecnologia de balanceamento dinâmico a laser melhora muito a eficiência e a precisão do equilíbrio através da medição sem contato. Vale a pena notar que o equilíbrio do rotor não apenas precisa considerar a quantidade desequilibrada no estado rígido, mas também precisa analisar a influência de sua deformação flexível no estado do equilíbrio, que exige que os engenheiros dominem a teoria da dinâmica do rotor complexa e use o software profissional para cálculos de simulação.

Um sistema completo de inspeção de qualidade é a última linha de defesa para garantir a confiabilidade do rotor do eixo de um grande compressor. Além da inspeção dimensional convencional, inspeções não destrutivas, como detecção de falhas ultrassônicas e detecção de falhas de partículas magnéticas, também são necessárias para detectar pequenos defeitos dentro do material. Nos últimos anos, a tecnologia de testes ultrassônicos em fases foi amplamente utilizada na detecção de partes importantes dos rotores devido à sua alta sensibilidade e capacidade de imagem. Para rotores importantes, também são necessários testes abrangentes de propriedades mecânicas, incluindo testes de tração, impacto e fadiga à temperatura ambiente e alta temperatura.