Stor kompressorxelrotordesign: Prestandangaranti bakom precision och komplexitet

I stora kompressorsystem är axelrotorn kärnkomponenten för kraftöverföring och energikonvertering. Dess strukturella design bestämmer inte bara kompressorns prestanda utan påverkar också direkt stabiliteten och tillförlitligheten för hela systemet. Den strukturella utformningen av den stora kompressoraxelrotorn är så exakt och komplex, främst för att den måste uppfylla en mängd hårda driftsförhållanden och prestandakrav.

När stor kompressorxelrotor Roterar med hög hastighet, det kommer att generera enorm centrifugalkraft och vibrationer. För att säkerställa att rotorn förblir stabil under långvarig drift måste dess strukturella design fullt ut överväga dynamisk balans. Detta inkluderar exakt beräkningen av massfördelningen för rotorn, optimerar utformningen av komponenter som impeller och balansdisk och använder avancerad dynamisk balanseringstestteknologi för att säkerställa att rotorn kan uppnå ett bra balansläge med valfri hastighet. Dessutom måste också stödstrukturen för rotorn, såsom rullande lager eller pressa filmlager, utformas noggrant för att motstå enorma radiella och axiella belastningar och minska vibrationer och brus.

Under driften av en stor kompressor kommer värmen som genereras genom gaskomprimering och värmen som genereras av mekanisk friktion göra att axelrotorn utsätts för betydande termisk spänning. Samtidigt kommer skillnaden i värmeutvidgningskoefficienter mellan olika material också att orsaka spänningskoncentration inuti axelsystemet. Den strukturella konstruktionen av axelrotorn måste beakta fördelnings- och begränsningsåtgärderna för termisk spänning, såsom att anta en rimlig värmeutvidgningskompensationsstruktur för att säkerställa stabila driften av axelsystemet under olika arbetsförhållanden.

Vid roterande maskiner såsom turbiner och kompressorer är interaktionen mellan vätska och fast struktur (dvs. fluid-fast kopplingseffekt) ett problem som inte kan ignoreras. Under driften av stora kompressoraxelrotorer kommer de att påverkas av gaselastisk kraft, vilket leder till vibrationsinstabilitet och andra problem. I den strukturella konstruktionen krävs en detaljerad vätskefast kopplingsanalys för att utvärdera påverkan av gaselastisk kraft på rotorstabilitet och vidta motsvarande designåtgärder, såsom att optimera impellerformen och justera gapstorleken, för att förbättra rotorens anti-instabilitetsförmåga.

Stora kompressorer behöver ofta arbeta under en mängd olika arbetsförhållanden, till exempel att starta, stoppa och variabel belastning. Dessa arbetsförändringar kommer att ha olika effekter på axelrotorn, såsom övergående respons, kopplad vridningsvibration, pulserande vridmoment, etc. I den strukturella konstruktionen är det därför nödvändigt att helt överväga anpassningsförmågan hos rotorn till flera arbetsförhållanden, och minska påverkan av arbetsförändringar på rotorstabilitet genom rimlig strukturell design, såsom att använda flexibla kopplingar och sätta upp chockering. Samtidigt krävs också tillförlitlighetsdesign, till exempel att anta redundant design och inrätta övervakningssystem för att förbättra rotorns drift tillförlitlighet och säkerhet.

Den strukturella utformningen av den stora kompressoraxelrotorn måste också överväga kraven i tillverkningsprocessen och monteringsnoggrannheten. Komplex strukturell design innebär ofta högre bearbetningssvårigheter och monteringskrav. I designprocessen är det nödvändigt att noggrant integrera med tillverkningsprocessen, anta avancerad bearbetningsteknik och monteringsteknologi för att säkerställa tillverkarens tillverkning och monteringskvalitet. Samtidigt måste delbarheten och underhållbarheten för delar också övervägas för att underlätta efterföljande underhåll och felsökning.

Den strukturella utformningen av den stora kompressoraxelrotorn är en exakt och komplex systemteknik. Den måste omfattande överväga flera faktorer som dynamisk balans, termisk stresshantering, vätskefast kopplingseffekt, multi-condition anpassningsförmåga, tillverkningsprocess och monteringsnoggrannhet. Genom vetenskapliga designmetoder och avancerade tekniska medel kan en stor kompressoraxelrotor med prestanda, stabilitet och tillförlitlighet utformas för att ge en stark garanti för kontinuiteten och effektiviteten i industriell produktion.