Phân tích công nghệ thiết kế và sản xuất của cánh quạt trục máy nén lớn

Là thiết bị cốt lõi trong các lĩnh vực công nghiệp như hóa dầu, năng lượng và điện và sản xuất luyện kim, hiệu suất của máy nén lớn có liên quan trực tiếp đến hiệu quả vận hành và kinh tế của toàn bộ hệ thống sản xuất. Là thành phần "trái tim" của thiết bị chính này, mức độ thiết kế và sản xuất của rôto trục máy nén xác định độ tin cậy và tuổi thọ dịch vụ của toàn bộ máy.

Các rôto trục máy nén lớn là một bộ truyền năng lượng phức tạp và thành phần chuyển đổi năng lượng, thường bao gồm một tập hợp các thành phần chính xác như trục chính, bánh công tác, đĩa cân bằng và khớp nối. Không giống như các bộ phận cơ học quay thông thường, rôto trục máy nén cần phải chịu được các lực ly tâm khổng lồ, lực khí và ứng suất nhiệt dưới vòng quay tốc độ cao, trong khi duy trì độ chính xác cân bằng động cực cao và độ ổn định kích thước. Điều kiện làm việc cực đoan này đặt ra các yêu cầu nghiêm ngặt về các tính chất vật liệu, sức mạnh cấu trúc và độ chính xác sản xuất của rôto.

Từ góc độ chức năng, rôto trục không chỉ nhận ra việc chuyển đổi năng lượng cơ học thành năng lượng áp suất khí, mà còn đảm bảo rằng các đặc tính rung của toàn bộ hệ thống rôto trong quá trình hoạt động nằm trong phạm vi an toàn. Tốc độ vận hành của các cánh quạt máy nén lớn hiện đại thường nằm trong khoảng 3000-15000 vòng / phút và một số ứng dụng đặc biệt thậm chí có thể đạt hơn 2000 %rpm. Trong điều kiện quay tốc độ cao như vậy, hành vi động của rôto trở nên cực kỳ phức tạp và thậm chí sự mất cân bằng nhỏ có thể gây ra rung động nghiêm trọng, dẫn đến hậu quả nghiêm trọng như thất bại và thiệt hại mang.

Việc lựa chọn vật liệu của các cánh quạt trục máy nén lớn cần xem xét nhiều yếu tố như sức mạnh, độ bền, khả năng chống ăn mòn và khả năng gia công. Hiện tại, dòng chính sử dụng vật liệu thép hợp kim, chẳng hạn như 34Crnimo6, 42Crmo4 và các thép hợp kim carbon trung bình khác. Những vật liệu này có thể có được tính chất cơ học toàn diện tốt sau khi xử lý nhiệt thích hợp. Đối với môi trường trung bình ăn mòn, thép không gỉ martensitic như 1CR13, 2CR13 hoặc các vật liệu đặc biệt như thép không gỉ song công thường được sử dụng.

Ảnh hưởng của quá trình xử lý nhiệt đối với hiệu suất rôto không thể bị bỏ qua. Điều trị dập tắt và ủ (làm nguội nhiệt độ nhiệt độ cao) là một quá trình quan trọng để có được sức mạnh tốt và độ dẻo dai, đòi hỏi phải kiểm soát chính xác nhiệt độ sưởi ấm, thời gian giữ và tốc độ làm mát. Rôto lớn cũng thường sử dụng quy trình ủ giảm căng thẳng để loại bỏ ứng suất dư được tạo ra trong quá trình xử lý và tránh biến dạng trong quá trình hoàn thiện tiếp theo.

Quá trình xử lý các cánh quạt trục máy nén lớn phản ánh mức độ cao nhất của sản xuất máy móc hiện đại. Hàng chục quy trình được yêu cầu từ gia công thô sang gia công tốt. Dung sai kích thước của các phần chính như tạp chí và rãnh bánh công tác thường được kiểm soát trong khoảng 0,01mm và giá trị RA độ nhám bề mặt được yêu cầu phải dưới 0,4μm. Yêu cầu chính xác này làm cho việc lựa chọn thiết bị xử lý đặc biệt quan trọng. Hiện tại, các trung tâm gia công tổng hợp và biến đổi CNC có độ chính xác cao thường được sử dụng, kết hợp với các hệ thống đo lường trực tuyến tiên tiến để đạt được sự giám sát thời gian thực về chất lượng xử lý.

Công nghệ cân bằng động là liên kết cốt lõi để đảm bảo hoạt động trơn tru của rôto. Cân bằng động tốc độ cao truyền thống chủ yếu được thực hiện trong buồng chân không để giảm ảnh hưởng của khả năng chống gió; Trong khi công nghệ cân bằng năng động laser hiện đại giúp cải thiện đáng kể hiệu quả cân bằng và độ chính xác thông qua đo lường không tiếp xúc. Điều đáng chú ý là sự cân bằng của rôto không chỉ cần xem xét lượng không cân bằng ở trạng thái cứng, mà còn cần phân tích ảnh hưởng của biến dạng linh hoạt của nó đối với trạng thái cân bằng, đòi hỏi các kỹ sư phải làm chủ lý thuyết động lực rôto phức tạp và sử dụng phần mềm chuyên nghiệp để tính toán mô phỏng.

Một hệ thống kiểm tra chất lượng hoàn chỉnh là tuyến phòng thủ cuối cùng để đảm bảo độ tin cậy của rôto trục của một máy nén lớn. Ngoài việc kiểm tra kích thước thông thường, các kiểm tra không phá hủy như phát hiện lỗ hổng siêu âm và phát hiện lỗ hổng hạt từ tính cũng được yêu cầu để phát hiện các khiếm khuyết nhỏ bên trong vật liệu. Trong những năm gần đây, công nghệ thử nghiệm siêu âm theo từng giai đoạn đã được sử dụng rộng rãi trong việc phát hiện các bộ phận chính của cánh quạt do độ nhạy cao và khả năng hình ảnh của nó. Đối với các cánh quạt quan trọng, các thử nghiệm tính chất cơ học toàn diện cũng được yêu cầu, bao gồm các thử nghiệm kéo, tác động và mỏi ở nhiệt độ phòng và nhiệt độ cao.