대형 압축기 샤프트 로터의 설계 및 제조 기술 분석

석유 화학, 에너지 및 전기 및 야금 제조와 같은 산업 분야의 핵심 장비로서 대형 압축기의 성능은 전체 생산 시스템의 운영 효율성 및 경제와 직접 관련이 있습니다. 이 주요 장비의 "심장"구성 요소로서 압축기 샤프트 로터의 설계 및 제조 수준은 전체 기계의 신뢰성 및 서비스 수명을 결정합니다.

그만큼 큰 압축기 샤프트 로터 복잡한 전력 변속기 및 에너지 변환 구성 요소이며, 일반적으로 메인 샤프트, 임펠러, 밸런스 디스크 및 커플 링과 같은 구성 요소의 정밀 조립으로 구성됩니다. 기존의 회전 기계 부품과 달리 압축기 샤프트 로터는 고속 회전 하에서 거대한 원심력, 가스 힘 및 열 응력을 견딜 수있게하고 동적 균형 정확도와 치수 안정성을 유지해야합니다. 이 극단적 인 작업 조건은 재료 특성, 구조 강도 및 로터의 제조 정확도에 대한 엄격한 요구 사항을 제시합니다.

기능적 관점에서, 샤프트 로터는 기계적 에너지의 가스 압력 에너지로의 전환을 실현할뿐만 아니라 작동 중에 전체 로터 시스템의 진동 특성이 안전 범위 내에 있는지 확인해야합니다. 현대적인 대형 압축기 로터의 작동 속도는 일반적으로 3000-15000rpm 사이이며 일부 특수 응용 분야는 20000rpm 이상에 도달 할 수 있습니다. 이러한 고속 회전 조건에서, 로터의 동적 거동은 극도로 복잡해지며, 작은 불균형조차도 심각한 진동을 일으켜 밀봉 실패 및 베어링 손상과 같은 심각한 결과를 초래할 수 있습니다.

대형 압축기 샤프트 로터의 재료 선택은 강도, 인성, 부식성 및 가공성과 같은 많은 요소를 고려해야합니다. 현재, 주류는 34CRNIMO6, 42CRMO4 및 기타 중간 탄소 합금 강과 같은 합금 강철 재료를 사용합니다. 이 재료는 적절한 열처리 후 좋은 포괄적 인 기계적 특성을 얻을 수 있습니다. 부식성 중간 환경의 경우, 1CR13, 2CR13과 같은 마르텐 사이트 스테인리스 강 또는 이중 스테인리스 스틸과 같은 특수 재료가 종종 사용됩니다.

열 처리 과정이 로터 성능에 미치는 영향은 무시할 수 없습니다. 담금질 및 템퍼링 처리 (고온 템퍼링을 해소)는 가열 온도, 유지 시간 및 냉각 속도의 정확한 제어가 필요합니다. 대형 로터 테러는 종종 스트레스 완화 어닐링 과정을 사용하여 처리 중에 생성 된 잔류 응력을 제거하고 후속 마감 중 변형을 피합니다.

대형 압축기 샤프트 로터의 가공 프로세스는 최상위 기계 제조의 최상위 수준을 반영합니다. 거친 가공부터 미세 가공까지 수십 개의 공정이 필요합니다. 저널 및 임펠러 그루브와 같은 주요 부분의 치수 공차는 일반적으로 0.01mm 이내에 제어되며 표면 거칠기 RA 값은 0.4μm 미만이어야합니다. 이 정밀한 요구 사항은 처리 장비의 선택을 특히 중요하게 만듭니다. 현재 고급 온라인 측정 시스템과 결합하여 처리 품질의 실시간 모니터링을 달성하기 위해 고급 온라인 측정 시스템과 결합하여 일반적으로 고조감 및 고정밀 CNC 회전 및 밀링 복합 가공 센터가 사용됩니다.

동적 밸런싱 기술은 로터의 원활한 작동을 보장하기위한 핵심 링크입니다. 전통적인 고속 동적 밸런싱은 진공 챔버에서 주로 풍력 저항의 영향을 줄이기 위해 수행됩니다. 최신 레이저 동적 밸런싱 기술은 비접촉 측정을 통해 균형 효율과 정확도를 크게 향상시킵니다. 로터의 균형은 강성 상태에서 불균형 양을 고려해야 할뿐만 아니라 균형 상태에 대한 유연한 변형의 영향을 분석해야하며, 엔지니어는 복잡한 로터 역학 이론을 마스터하고 시뮬레이션 계산에 전문 소프트웨어를 사용해야합니다.

완전한 품질 검사 시스템은 큰 압축기의 샤프트 로터의 신뢰성을 보장하기위한 마지막 방어선입니다. 재료 내부의 작은 결함을 감지하기 위해서는 기존의 치수 검사 외에도 초음파 결함 검출 및 자기 입자 결함 검출과 같은 비파괴 검사가 필요합니다. 최근에, 위상 어레이 초음파 테스트 기술은 높은 감도 및 이미징 기능으로 인해 로터의 주요 부분을 감지하는 데 널리 사용되었습니다. 중요한 로터의 경우 실온 및 고온에서 인장, 충격 및 피로 테스트를 포함한 포괄적 인 기계적 특성 테스트가 필요합니다 .