RoTec
Schenck
Ecoclean
Durr
Logo EU

WYWAŻARKI WYSOKOOBROTOWE

Od prawie 60 lat Schenck RoTec pracuje nad rozwojem specjalnych, wysoko-prędkościowych wyważarek dla ciężkich turbin, wirników generatorów, a także dla wysoko-prędkościowych kompresorów pary wodnej i turbin gazowych oraz Systemów testujęcych wytrzymałość elementów wirujących.

Stała wymiana doświadczeń pomiędzy Schenck RoTec a uznanymi producentami maszyn wirowych i elektrycznych doprowadziła do powstania specjalnych łożysk DH dla wyważarek. Są one wyposażone w podpierane równokierunkowo łożyska, dzięki czemu zapewniona jest równomierna sztywność we wszystkich kierunkach, przez co świetnie się sprawdzają podczas bardzo precyzyjnego i szybkiego wyważania i testów.

Wyważarki wysokoobrotowe serii DH2 - DH13

Zastosowanie

  • kontrola wyważenia wirnika przy dużej prędkości (prędkość operacyjna)
  • dynamiczne wzmocnienie wirników
  • testy wytrzymałości materiałów podczas wprowadzania wirników w nadobroty
  • kontrola wirników z łożyskami operacyjnymi

Wszystkie te czynności mogą zostać wykonane w czasie jednego podłączenia wirnika. Poniżej przedstawiono najważniejsze cechy wysoko-prędkościowych systemów wyważających.

Sztywna podstawa łożyska - dodatkowa stabilność

Sztywne podstawy łożysk zapewniają większą stabilność, szczególnie przy dużych prędkościach. Dodatkowe, zdalnie sterowane urządzenie zmieniające pozwala na regulację sztywności łożysk, dzięki czemu częstotliwość rezonansowa wirników utrzymywana jest na bezpiecznym poziomie, minimalizując ryzyko uszkodzenia wirnika lub wyważarki.

Test wyważania i nadobrotów w próżni

Ze względu na duży współczynnik tarcia o powietrze wirników łopatowych przy dużej prędkości i związanymi z tym problemami dotyczącymi mocy i temperatury, testy wyważania i nadobrotów mają miejsce w warunkach próżniowych z ciśnieniem na poziomie ok. 0,5 – 2 hPa.

Osłona podczas eksplozji

Aby ochronić otoczenie przed niebezpieczeństwem jakie niesie ze sobą częściowa lub całkowita eksplozja wirnika, zaleca się przestrzeganie poniższych wskazówek:

Wieloletnie doświadczenie pokazuje, że w przypadku średnich lub dużych wirników, najlepsze są konstrukcje tunelowe. Dla wirników o wadze do 8t i o średnicy zewnętrznej do 1,7 m można wykorzystać przesuwaną osiowo komorę próżniową ze zintegrowaną ochroną przed rozerwaniem. Ruchoma część komory wyposażona jest w kilka wkładek stalowych, które zapobiegają rozerwaniu. Jeśli próbka eksploduje, energia wybuchu pochłaniana jest przez zdeformowane elementy fundamentów. Kompaktowa konstrukcja pozwala na zainstalowanie urządzenia na podłodze warsztatu.

System napędowy

Dla wysoko-prędkościowego wyważania, testu nadobrotów i dynamicznego wzmacniania wirników można zastosować siłownik trójfazowy z przemiennikiem częstotliwości lub silnik prądu stałego o bezstopniowej prędkości obrotowej z tyrystorem.

W zależności od wymaganego zakresu prędkości należy zainstalować odpowiednią przekładnię. Wałek pośredni stanowi łącznik pomiędzy przekładnią a komorę testowania nadobrotów. Wirniki są sprzężone z wałkiem pośrednim przy pomocy precyzyjnych wałów napędowych.

System olejowy, próżniowy i system monitorowania

Aby wyważanie wysoko-prędkościowe było możliwe, konieczne jest wykorzystanie pewnych systemów zewnętrznych, takich jak:

System olejowy dostarczający olej do łożysk wirnika, przekładni i wałka pośredniego w układzie napędowym;

Jednostka próżniowa do opróżniania komory nadobrotowej;

Awaryjny dopływ oleju.

Systemy pomiarowe

Wyważanie wirników może odbywać się z wykorzystaniem naszego nowego systemu pomiarowego o nazwie CABFLEX++, opartego na platformie Windows NT. System ten został zaprojektowany tak, aby w szybki i wydajny sposób przetwarzać wartości wielokanałowych selektywnych pomiarów częstotliwości. Oprócz kalkulacji dotyczących ciężarów korekcyjnych, które przeprowadzane są przy użyciu metody współczynnika oddziaływania, dostępne są także inne systemy pomiarowe, np. diagramy Bode i Nyquista. Pozostałe funkcje oprogramowania dotyczą orbity wału, weryfikowania warsztatu, profilu bicia, analizy wibracji, linii zgięcia i prognoz. Aby uczynić program w pełni kompletnym, cechuje go współpraca w sieci i możliwość graficznego przedstawienia linii zginania wirnika w przy częstotliwości drgań własnych.

Do pomiarów wibracji wału, oprócz ruchomych czujników do pomiaru niewyważenia, stosowane są czujniki bezkontaktowe, które analizują zachowanie wału na łożyskach tulejowych. Dodatkowo istnieje także możliwość dokładnego obliczania stopnia wychylenia wirnika w odpowiednich punktach, takich jak przy zawieszonych częściach wału lub w środku wirnika.

Projektowanie urządzeń i ich konstrukcja

Schenck RoTec oferuje także usługę projektowania i dostarczenia kompletnego urządzenia i elementów, nawet jeśli nie mieszczą się one w gamie naszych produktów. Przykładem takich urządzeń mogą być silniki elektryczne, przekładnie, systemy olejowe i próżniowe. Dostarczamy, zatem, kompletną linię produktów służących do wyważania i testów nadobrotowych. Oferujemy urządzenia dla inżynierii wodnej i lądowej oraz elementy próżniowe w rozsądnych cenach (zob. str. 186, Inżynieria).

Spin Testery (Wirówki)

Zastosowanie

  • testy ruchu wirowego obracających się elementów aż do momentu eksplozji
  • zabezpieczenie przeciw eksplozji, wysokie standardy bezpieczeństwa
  • napęd prądu stałego z hamowaniem odzyskowym
  • testowanie powyżej lub poniżej temperatury otoczenia
  • kompaktowa konstrukcja, łatwy montaż

Konstrukcja

System kontroli składa się z komory próżniowej zaprojektowanej do pochłaniania maksymalnej oczekiwanej energii próbki podczas eksplozji wirnika. Komora próżniowa zainstalowana jest na fundamentach, które przygotowywane są przez klienta. Dla wygody, komora zainstalowana jest zawsze ponad poziomem podłogi.

Komora wyposażona jest w klapę, która trzyma elementy napędu mechanicznego i elektrycznego. Napęd mechaniczny składa się z przekładni obiegowej lub precyzyjnego trzpienia obrotowego zamontowanego na łożyskach przeciwciernych. Aby przeprowadzać testy dużej ilości różnych wirników, możliwe jest użycie kilku różnych napędów mechanicznych, obsługujących wirniki o różnych wagach i prędkościach. Połączenia na szybkozłącza używane są w celu umożliwienia szybkiej wymiany elementów napędu. Napęd elektryczny zbudowany jest z wykorzystaniem tyrystora, silnika bocznikowego prądu stałego lub siłownika trójfazowego z przemiennikiem częstotliwości.

Klapa blokowana jest na komorze próżniowej przy pomocy automatycznego urządzenia blokującego, odpornego na bardzo wysokie ciśnienie wewnętrzne. Dzięki temu eliminowane jest ryzyko otwarcia klapy na skutek eksplozji.

System komputerowy CAST NT zaprojektowany został do kontroli testów, pozyskiwania danych i ich przetwarzania. System składa się z komputera z monitorem i drukarką i modułów oprogramowania CASTControl i CASTView. CASTControl może pracować z 16 zmierzonymi analogowo zmiennymi, takimi jak prędkość, wibracje wału, próżnia, temperatura, itp. CASTView zapewnia wygodny interfejs dla wizualizacji zmierzonych wartości w trybie online i offline.

Zakres zastosowań

Pionowe systemy kontroli ruchu wirowego pozwalają na analizę elementów obracających się pod wpływem siły odśrodkowej. Systemy te są niezastąpione w badaniach, produkcji i testach jakościowych komponentów takich jak silniki odrzutowe przelotowe, turbiny gazowe, kompresory, wentylatory, komutatory, sprzęgła, narzędzia do obróbki drewna i elementów HSG.

Poniżej przedstawiono główne dziedziny zastosowania:

  • wywołanie naprężeń wstępnych materiału poprzez przyspieszenie obrotu próbki poza granicę plastyczności
  • testowanie wytrzymałości materiału przy prędkościach przekraczających prędkości operacyjne, w ramach testu jakościowego
  • przyspieszanie obrotu w celach badawczych, aż do osiągnięcia punktu eksplozji
  • testy zmęczenia małą ilością cykli aby stworzyć diagramy Woehlera, automatyczne przeprowadzenie wszystkich cykli testowych

Działanie

Przed rozpoczęciem testu, element jest montowany na trzpieniu obrotowym. Trzpień jest bardzo istotnym elementem i musi być zaprojektowany w taki sposób, aby pasowanie pomiędzy średnicą otworu a trzpieniem spełniało określone wymagania. Wyważenie jednostki składającej się z wirnika/trzpienia nie jest absolutnie konieczne, natomiast jest zalecane w celu poprawy pracy. System napędowy opracowany przez Schenck, współpracujący z adapterem wirnika i niezwykle efektywnym hydro-mechanicznym systemem tłumiącym, pozwala na testowanie wirników z nieznacznym niewyważeniem. Wirnik i trzpień są połączone pionowo z wałem napędowym. Wał napędowy, natomiast, jest połączony główką z wałem zdawczym mechanicznego systemu napędowego i porusza się swobodnie. Celem było stworzenie elastycznego zawieszenia, które gwarantuje, że testowanie ma miejsce zawsze powyżej pierwszej częstotliwości drgań własnych systemu wibracyjnego wału napędowego/trzpienia/wirnika. Dzięki temu, podczas testów eliminowany jest problem drgań.

1

2

3

Fundusze Europejskie