Das Biegen der Welle einer Vakuumpumpe regt zum Nachdenken an

Eine Fallübersicht

Die Vakuumpumpenausrüstung einer Fabrik, die seit zwei Jahren in Betrieb war, ist kürzlich ausgefallen und der Kopf der Antriebswelle war verbogen und deformiert.

2 Ursachen für Wellenverbiegungen & gesammelte Erfahrungen

Nach der Inspektion durch unseren Wartungstechniker haben wir Folgendes festgestellt:

1. Die Vakuumpumpe ist stark belastet und überlastet;

2. Die Startmethode der Vakuumpumpe birgt versteckte Gefahren und das Startdrehmoment hat große Auswirkungen.

Durch diese Fehleranalyse hat unser Unternehmen die möglichen Gründe zusammengefasst, die dazu führen können, dass sich die Welle der Vakuumpumpe verbiegt:

1. Ausrichtungsproblem des Verbindungsflansches zwischen Motor und Vakuumpumpe

---1.1 Obwohl die Ausrichtung durch den Flansch gewährleistet ist, kann es bei der Installation zu anfänglichen Fehlern kommen (z. B. Verarbeitungsfehler des Flanschanschlags, Koaxialitätsfehler zwischen dem äußeren Kreis des Anschlags und der Mittellinie der Achse, Fehler in der Rechtwinkligkeit zwischen der Endfläche des Anschlags und der Mittellinie der Achse). Die während des Betriebs erzeugten Vibrationen können die Fehlausrichtung weiter verschlimmern, wodurch der Zapfen einer periodischen Biegebeanspruchung ausgesetzt wird.

---1.2 Temperaturänderungen bei laufender Vakuumpumpe können dazu führen, dass sich das Pumpengehäuse und die Motorenden unterschiedlich stark ausdehnen, wodurch die Ausrichtungsgenauigkeit beeinträchtigt wird, insbesondere bei hohen Temperaturen oder Kühlbedingungen.

Gelernte Lektion: Achten Sie beim Einbau der Vakuumpumpe und des Motors auf Anzeichen von Verschleiß, unsachgemäßer Installation oder Schäden, die die Ausrichtung beeinträchtigen könnten.

2. Überlastung und ungewöhnliche Belastung

---2.1 Momentane Überlastung

Aufgrund von Systemblockaden, dem Eindringen von Fremdkörpern oder häufigen Starts und Stopps kann es in der Vakuumpumpe zu einem plötzlichen Anstieg des Gasdrucks kommen, wodurch das Momentandrehmoment den Auslegungswert überschreitet.

---2.2 Dauerhafte Überlastung

Langfristiger Betrieb unter Überlastbedingungen (z. B. beim Pumpen von Medien hoher Dichte oder extremem Vakuum) führt zu Ermüdungsverformungen der Welle.

---2.3 Stoßbelastung

Die Pufferkapazität der Kupplung reicht nicht aus (bei Auswahl einer starren Kupplung) und das Anlaufdrehmoment des Motors oder eine plötzliche Laständerung wird auf die Welle übertragen, was zu einer Stoßverformung führt.

Erfahrungen: Achten Sie während des Betriebs darauf, ob die Vakuumpumpe belastet ist: Schauen Sie sich die Stromkurve, den Unterdruckmesserstand, die Betriebsparameter der vor- und nachgeschalteten Pumpen an und beobachten Sie, ob sich Fremdkörper auf der Rotoroberfläche im Vakuumpumpenzylinder ansammeln.

3. Kopplungsproblem

---3.1 Falsche Auswahl: Der Kupplungstyp (z. B. ein starres elastisches Getriebe) passt nicht zu den Arbeitsbedingungen und kann Ausrichtungsabweichungen nicht ausgleichen oder Vibrationen absorbieren.

---3.2 Schäden oder Verschleiß: Kupplungskomponenten (z. B. gezahnte Komponenten mit elastischen Elementen) sind gealtert, gebrochen oder abgenutzt, was zu einer ungleichmäßigen Drehmomentübertragung führt.

---3.3 Installationsfehler: ungleichmäßige Vorspannkraft der Kupplungsverriegelungsbolzen oder zu fester Passfedersitz, was zu zusätzlicher Belastung führt

---3.4 Der dynamische Gleichgewichtsfehler der Kupplung ist groß: Der Antriebswellenkopf erzeugt eine große Zentrifugalkraft, wodurch sich die Welle verbiegt und verformt.

Gelernte Erkenntnisse: Überprüfen Sie die Montagequalität der kupplungstragenden Teile

4. Konstruktions-/Herstellungsfehler an Welle und Keilnut

---4.1 Materialfehler: Das Wellenmaterial ist ungeeignet (z. B. unzureichende Festigkeit und innere Risse) oder unsachgemäße Wärmebehandlung (z. B. nicht beseitigte Eigenspannung)

---4.2 Strukturelle Designprobleme: Der Wellendurchmesser ist zu klein und die Größe der Keilnut ist unangemessen (z. B. zu flach oder unzureichende Übergangskehlung), was zu einer lokalen Spannungskonzentration führt.

---4.3 Verarbeitungsfehler: Unzureichende Genauigkeit der Keilnutbearbeitung (z. B. schlechte Symmetrie und Rauheit), was zu einer schlechten Koordination zwischen Keil und Keilnut und ungleichmäßiger Belastung führt.

Gelernte Erkenntnisse: Wählen Sie angemessene Materialien, optimieren Sie das Design der Keilnuten und verbessern Sie die Genauigkeit der Keilnutbearbeitung

5. Schlechtes dynamisches Gleichgewicht des Rotors:

Die Unwucht des Rotors ist eine der Ursachen für Wellenverbiegungen. Wenn sich der Rotor mit hoher Geschwindigkeit dreht und seine Massenverteilung ungleichmäßig ist, wird eine große Zentrifugalkraft erzeugt. Wenn diese Kraft die Elastizitätsgrenze der Welle überschreitet, kommt es zu einer bleibenden Biegeverformung der Welle.

Gelernte Erkenntnisse: Dynamische Gleichgewichtskorrektur des Vakuumpumpenrotors vor der Montage

6. Ungewöhnliche Vibration der Vakuumpumpe:

Die Vibration der Haupt- und Antriebsrotoren ist ebenfalls ein wichtiger Faktor, der zur Wellenverbiegung führt. Wenn der Rotor während des Betriebs ungewöhnlich vibriert, führt dies langfristig zu einer Wellenverbiegung.

Erkenntnisse: Achten Sie auf die Vibrationen während des Betriebs der Vakuumpumpe

7. Lagerschaden: Die Lager der Vakuumpumpe verlieren ihre Positionierungsfunktion, wodurch das Antriebslager der Vakuumpumpe überlastet wird und sich schließlich die Pumpenwelle verbiegt.

Gelernte Erkenntnisse: Regelmäßige Inspektion und Wartung sind erforderlich und die Lager sollten rechtzeitig ausgetauscht werden, um Ausfällen vorzubeugen.

Drei Methoden zur Lösung von Wellenbiegungen

1. Kaltkalibrierung: Durch die Kalibrierung des Schafts unter niedrigen Temperaturbedingungen werden die Kaltschrumpfungseigenschaften des Materials genutzt, um den gebogenen Teil des Schafts anzupassen, um den Zweck der Ausrichtung zu erreichen.

2. Thermische Kalibrierung: Durch Erhitzen des gebogenen Teils des Schafts, um ihn aufgrund der Wärme auszudehnen, und anschließendes Korrigieren der Biegung des Schafts durch äußere Kraft oder seine eigene Abkühlung und Kontraktion.

3. Hybridkalibrierung: Kombinieren Sie Kaltkalibrierungs- und Heißkalibrierungsmethoden und wählen Sie je nach Situation die geeignete Kalibrierungsmethode aus, um den besten Kalibrierungseffekt zu erzielen.

4. Ersetzen, bearbeiten und bei Bedarf reparieren: Erwägen Sie zunächst einen direkten Austausch. Im Notfall können Sie die Koaxialität der Zapfen an beiden Enden des Rotors ermitteln, das Mittelloch reparieren, die verformte Position drehen + Laserbeschichtung durchführen + die Zapfengröße wiederherstellen, die Koaxialität der Zapfen an beiden Enden des Rotors erneut überprüfen und das dynamische Gleichgewicht überprüfen