液环水泵的平衡机选择

液环水泵的平衡机选择

1液环水泵的应用液环泵具有等温压缩气体的特点，特别适用于焚烧过程中易引起急性爆炸。因此，它在许多经济领域发挥着不可替代的作用。广泛应用于能源、化工、制药、香烟、纸板、煤炭、采矿等领域。随着市场竞争的加剧,液环真空泵的研制开发朝能抽吸更高真空度气体、排出更高压力气体、高效节能的高端产品发展。泵的设计转速一旦提高,泵振动和噪音就成为比较突出的问题,设计者认识到必须减小叶轮的不平衡量,振动和噪音才会有明显改善,所以在产品设计要求中提出对叶轮进行双面动平衡校正。2静平衡架找平衡大、中型液环真空泵的叶轮一直以来常规做法都是通过静平衡架找平衡,即做静平衡校正。由于常规产品速度比较低,叶轮不平衡量带来的影响并不突出。由不平衡量产生的离心力表达式F=Meω3解决措施3.1选择合适的平衡装置3.1.1叶轮平衡校正大、中型液环真空泵的叶轮型号多、质量和回转直径大,适合选择通用卧式硬支承平衡机。该机具有多种支承方式,在规定的平衡质量范围和转速范围内,能平衡多种叶轮,并可作单面、双面、多面平衡校正。真空泵的叶轮叶片多,旋转时叶片产生的风的阻力很大,加上大部分叶轮是焊接件,焊接误差会导致叶轮初始不平衡量大;因此应选择比最大工件质量大一档的平衡机,平衡机的驱动功率、两支承摆架的支承刚性、电器元件抗震能力才能比较适合叶轮平衡需要,并可为更大型的新产品开发留有余地。3.1.2最高平衡能力的计算平衡机有两个重要性能指标:最小可达剩余不平衡度和不平衡量减少率。最小可达剩余不平衡度是衡量平衡机最高平衡能力的性能指标,反映平衡机能使单位质量的平衡工件达到剩余不平衡量的最小值。不平衡量减少率是经过一次平衡校正所减少的不平衡量与初始不平衡量之比值,它是衡量平衡机效率的性能指标。下面通过举例说明计算过程。平衡机制造厂家标称的最小可达剩余不平衡度e由计算结果可知:e3.1.3内容分析误差的消除有些平衡机用户为了方便使用,对平衡机的整个速度范围要求采用无级调速,结果使用过程中出现同一平衡工件在平衡转速高时测量的不平衡量值较平衡转速低时的测量值偏大。通过查阅大量的平衡相关的资料,以及同时跟一些平衡领域的专家研究、探讨,对于这种现象出现,个人认为与平衡机摆架的刚度、标定系数、平衡工件的质量、支承方式、平衡工件的质心位置与转动惯量等因素有关,采取下面几点措施可减小这种偏差。(1)应对平衡机制造厂家的产品及其用户的使用情况进行详细调研,选择设计技术力量雄厚的平衡机厂家,保证平衡机的软件系统、摆架刚度等能较适合于它所承担的平衡任务。(2)要求平衡机厂家将平衡速度分档,每个档的速度段可无级调速,并对每个速度段进行永久定标,实现平衡测量时,不同的平衡速度范围用相对应的标定系数来换算。(3)对于极个别规格的叶轮在不同速度下测量的不平衡量值偏差特别大的,可将一个同型号的叶轮制成标准转子,在选定的平衡速度下,用此标准转子对平衡机进行定标,然后再对叶轮进行平衡校正。这种方法能很好的降低不同速度下测量的不平衡量的偏差,但如果对每个规格叶轮都做个标准转子,标准转子数量和成本大,而且每次平衡叶轮前要进行定标,降低了平衡效率,一般情况下不采用。3.1.4叶轮转速控制平衡机驱动方式有联轴节驱动、圈带驱动、压缩空气驱动等,大、中型液环真空泵的叶轮的质量和回转直径大,需要大的驱动转矩,适合采用万向联轴节驱动,能可靠地传递大转矩,准确地传递主轴的转速,使叶轮与联接件同步旋转,无相对角位移,并能适应大小和形状不同的叶轮。3.1.5减少冲击扭矩质量大的叶轮运动惯性大,平衡机启动时,普通电机速度由零突变到平衡工件速度,会产生大的冲击转矩,瞬间大的冲击转矩会引起联轴节的损伤。选择交流变频器无级调速电机,启动由低速平稳过渡到平衡转速,冲击转矩减小,启动时的负载状况也得到改善。为了能短时间把转动的叶轮停下,减少操作者等待时间,可要求平衡机厂家增加机械刹车装置。3.2叶轮平衡工艺产品设计要求在叶轮热入泵轴之前进行双面动平衡校正,并在叶轮轮毂内靠两端面处焊铁块方式去除不平衡量,转子不再进行平衡校正。由于大、中型液环真空泵的叶轮大部分是焊接件,焊接的误差导致相当大的初始不平衡量。不平衡量太大的叶轮在平衡机上旋转时,会产生很大的离心力,使摆架产生过大的振幅,致使摆架与支座发生冲撞,影响测量准确性,而且容易使平衡机损坏,甚至可能会使叶轮脱离平衡机,危及安全。针对这种情况,采取以下平衡工艺。(1)叶轮先做静平衡校正,消除大的不平衡量。叶轮装配在平衡工装上,用静平衡架作平衡校正;或把动平衡机的滚轮式支承架当作静平衡架,断开与平衡机的传动机构连接,对叶轮作静平衡校正。(2)接着用动平衡机做低速双面动平衡校正。转速低,离心力相应减少,安全系数增大。(3)最后用正常平衡转速进行双面动平衡校正。校验叶轮剩余不平衡量时,必须考虑到万向联轴节、平衡工装等可能带来较大误差,所以最终测量的剩余不平衡量应小于许用不平衡量压缩1/3倍或1/2倍后的值,这样才能保证叶轮热入泵轴后的转子剩余不平衡量合格。3.3叶轮与平衡工装的装配工艺平衡工装设计要根据叶轮和平衡机特点及设计产品要求,力求易装夹、通用性强及易存放。下面以型号为2BE1505液环真空泵的叶轮的平衡工装为例,说明平衡工装的设计要点。(1)2BE1505液环真空泵的叶轮本身没有轴颈,需要设计支撑叶轮的平衡工艺轴;锥套有通用性好而且可以消除配合间隙的优势,设计左、右锥套与工艺轴配合,叶轮定位于左、右锥套上;用圆螺母通过压紧套传递压紧力于叶轮将叶轮锁紧;设计多个长、短规格的压紧套,使一条工艺轴适合于多种长度的叶轮,减小工艺轴的数量;联接套一端与工艺轴过盈配合,另一端与平衡机万向联轴节连接,并采用键传动。叶轮与平衡工装装配图如图2所示,这种结构的平衡工装结构简单,通用性好,易拆装。(2)平衡工装与叶轮都难免会存在制造误差和配合间隙,制造误差和配合间隙会引起叶轮的质心相对旋转轴线偏移。接下来验算平衡工装与叶轮装配后引起叶轮的质心相对旋转轴线的偏移量能否满足叶轮平衡要求。2BE1505叶轮与平衡工装装配后总质量m=1800kg;叶轮左、右两端孔的同轴度允差0.05mm;联接套、左锥套与工艺轴过盈配合;键采用半键补偿;右锥套与工艺轴配合的最大间隙0.03mm;两个锥套的锥面跳动允差0.02mm;压紧套与工艺轴配合间隙0.03mm。由于压紧套、圆螺母的质量很小,而且是对称外形,对平衡结果的影响很小,忽略不计。叶轮左、右两端孔的同轴度0.05mm,引起叶轮质心相对旋转轴线的偏心量为:叶轮孔与锥套锥面配合,锥面消除了配合间隙。锥套的锥面跳动0.02mm,引起叶轮质心相对旋转轴线的偏心量为:右锥套与工艺轴配合最大间隙0.03mm,配合间隙引起叶轮轴线相对旋转轴线的倾斜,引起的偏心量为:所以叶轮与平衡工装装配后,引起叶轮的总偏心量为:2BE1505泵工作转速420r/min,平衡精度等级为G6.3,叶轮许用偏心量为:所以平衡余量为:叶轮的许用偏心量e3.4叶轮平衡工艺编制平衡机操作规程,重点从安全角度出发,针对平衡机性能、参数、平衡工艺等特点,详细编写叶轮平衡整个过程的操作方法、注意事项及平衡机维护保养。编制叶轮的初平衡速度、正常平衡速度及最小不平衡量值表,用于指导平衡操