Diseño del rotor del eje del compresor de gran tamaño: garantía de rendimiento detrás de la precisión y la complejidad

En los sistemas de compresores grandes, el rotor del eje es el componente central de la transmisión de potencia y la conversión de energía. Su diseño estructural no sólo determina el rendimiento del compresor, sino que también afecta directamente la estabilidad y confiabilidad de todo el sistema. El diseño estructural del rotor del eje del compresor grande es muy preciso y complejo, principalmente porque debe cumplir con una variedad de condiciones operativas y requisitos de rendimiento severos.

cuando el rotor del eje del compresor grande gira a alta velocidad, generará una enorme fuerza centrífuga y vibración. Para garantizar que el rotor permanezca estable durante el funcionamiento a largo plazo, su diseño estructural debe considerar plenamente el equilibrio dinámico. Esto incluye calcular con precisión la distribución de masa del rotor, optimizar la disposición de componentes como el impulsor y el disco de equilibrio y utilizar tecnología avanzada de prueba de equilibrio dinámico para garantizar que el rotor pueda alcanzar un buen estado de equilibrio a cualquier velocidad. Además, la estructura de soporte del rotor, como los rodamientos o los rodamientos de película comprimible, también debe diseñarse cuidadosamente para soportar enormes cargas radiales y axiales y reducir la vibración y el ruido.

Durante el funcionamiento de un compresor grande, el calor generado por la compresión del gas y el calor generado por la fricción mecánica harán que el rotor del eje esté sujeto a un estrés térmico significativo. Al mismo tiempo, la diferencia en los coeficientes de expansión térmica entre diferentes materiales también provocará la concentración de tensiones dentro del sistema de eje. El diseño estructural del rotor del eje debe considerar las medidas de distribución y mitigación del estrés térmico, como la adopción de una estructura de compensación de expansión térmica razonable para garantizar el funcionamiento estable del sistema de eje en diferentes condiciones de trabajo.

En maquinaria rotativa como turbinas y compresores, la interacción entre la estructura fluida y sólida (es decir, el efecto de acoplamiento fluido-sólido) es una cuestión que no se puede ignorar. Durante el funcionamiento de los rotores del eje del compresor de gran tamaño, se verán afectados por la fuerza elástica del gas, lo que provocará inestabilidad por vibración y otros problemas. En el diseño estructural, se requiere un análisis detallado del acoplamiento fluido-sólido para evaluar la influencia de la fuerza elástica del gas en la estabilidad del rotor y tomar las medidas de diseño correspondientes, como optimizar la forma del impulsor y ajustar el tamaño del espacio, para mejorar la resistencia al impacto del rotor. capacidad de inestabilidad.

Los compresores grandes a menudo necesitan funcionar en diversas condiciones de trabajo, como arranque, parada y carga variable. Estos cambios en las condiciones de trabajo tendrán diferentes efectos en el rotor del eje, como respuesta transitoria, vibración torsional acoplada, par pulsante, etc. Por lo tanto, en el diseño estructural, es necesario considerar completamente la adaptabilidad del rotor a múltiples condiciones de trabajo. y reducir la influencia de los cambios en las condiciones de trabajo en la estabilidad del rotor mediante un diseño estructural razonable, como el uso de acoplamientos flexibles y la instalación de amortiguadores. Al mismo tiempo, también se requiere un diseño de confiabilidad, como adoptar un diseño redundante y configurar sistemas de monitoreo para mejorar la confiabilidad operativa y la seguridad del rotor.

El diseño estructural del rotor del eje del compresor grande también debe considerar los requisitos del proceso de fabricación y la precisión del ensamblaje. El diseño estructural complejo a menudo implica mayores dificultades de procesamiento y requisitos de ensamblaje. En el proceso de diseño, es necesario integrarse estrechamente con el proceso de fabricación, adoptar tecnología de procesamiento avanzada y tecnología de ensamblaje para garantizar la precisión de fabricación y la calidad del ensamblaje del rotor. Al mismo tiempo, también se debe considerar la intercambiabilidad y mantenibilidad de las piezas para facilitar el mantenimiento y la resolución de problemas posteriores.

El diseño estructural del gran rotor del eje del compresor es una ingeniería de sistema compleja y precisa. Debe considerar de manera integral múltiples factores, como el equilibrio dinámico, la gestión del estrés térmico, el efecto de acoplamiento fluido-sólido, la adaptabilidad a múltiples condiciones, el proceso de fabricación y la precisión del ensamblaje. A través de métodos de diseño científico y medios técnicos avanzados, se puede diseñar un rotor de eje de compresor grande con rendimiento, estabilidad y confiabilidad para proporcionar una sólida garantía para la continuidad y eficiencia de la producción industrial.