La flexión del eje de la bomba de vacío hace pensar

Una descripción general del caso

El equipo de bomba de vacío de una fábrica que había estado en funcionamiento durante dos años recientemente se averió y la cabeza del eje de transmisión quedó doblada y deformada.

2 Causas de la flexión del eje y experiencia adquirida

Después de la inspección por parte de nuestro ingeniero de mantenimiento, encontramos:

1. La bomba de vacío tiene una carga grande y está sobrecargada;

2. Existen peligros ocultos en el método de arranque de la bomba de vacío y el par de arranque tiene un gran impacto;

A través de este análisis de fallas, nuestra empresa ha resumido las posibles razones que pueden causar que el eje de la bomba de vacío se doble:

1. Problema de alineación de la brida de conexión entre el motor y la bomba de vacío.

---1.1 Aunque la alineación está garantizada a través de la brida, puede haber errores iniciales durante la instalación (como error de procesamiento del tope de la brida, error de coaxialidad entre el círculo exterior del tope y la línea central del eje, error de perpendicularidad entre la cara del extremo del tope y la línea central del eje), y la vibración generada durante la operación puede agravar aún más la desalineación, causando que el muñón soporte tensiones de flexión periódicas.

---1.2 Los cambios de temperatura cuando la bomba de vacío está funcionando pueden hacer que el cuerpo de la bomba y los extremos del motor se expandan en diferentes cantidades, destruyendo la precisión de la alineación, especialmente en condiciones de alta temperatura o enfriamiento.

Lección aprendida: Al instalar la bomba de vacío y el motor, verifique si hay signos de desgaste, instalación incorrecta o daños que puedan afectar la alineación.

2. Sobrecarga y carga anormal

---2.1 Sobrecarga instantánea

La bomba de vacío puede tener un aumento repentino en la presión del gas debido al bloqueo del sistema, la entrada de materias extrañas o arranques y paradas frecuentes, lo que hace que el par instantáneo supere el valor de diseño.

---2.2 Sobrecarga continua

El funcionamiento prolongado en condiciones de sobrecarga (como el bombeo de medios de alta densidad o vacío extremo) provocará la deformación por fatiga del eje.

---2.3 Carga de impacto

La capacidad de amortiguación del acoplamiento es insuficiente (si se selecciona un acoplamiento rígido) y el par de arranque del motor o el cambio repentino de carga se transmite al eje, provocando una deformación por impacto.

Experiencia adquirida: durante la operación, preste atención para observar si la bomba de vacío está cargada: observe la curva actual, la lectura del medidor de presión negativa, los parámetros de funcionamiento de las bombas aguas arriba y aguas abajo y observe si hay materias extrañas acumuladas en la superficie del rotor en el cilindro de la bomba de vacío.

3. Problema de acoplamiento

---3.1 Selección inadecuada: El tipo de acoplamiento (como el tipo de engranaje elástico rígido) no coincide con las condiciones de trabajo y no puede compensar la desviación de alineación ni absorber la vibración.

---3.2 Daño o desgaste: Los componentes del acoplamiento (como los componentes dentados del elemento elástico) están envejecidos, rotos o desgastados, lo que resulta en una transmisión desigual del torque.

---3.3 Error de instalación: fuerza de preapriete desigual de los pernos de bloqueo del acoplamiento o ajuste de llave demasiado apretado, lo que causa tensión adicional

---3.4 El error de equilibrio dinámico del acoplamiento es grande: la cabeza del eje de transmisión genera una gran fuerza centrífuga, lo que hace que el eje se doble y deforme.

Lecciones aprendidas: Revisar la calidad del ensamblaje de las piezas de soporte del acoplamiento.

4. Defectos de diseño/fabricación del eje y chavetero

---4.1 Defectos del material: El material del eje no está calificado (como resistencia insuficiente y grietas internas) o tratamiento térmico inadecuado (como tensión residual no eliminada)

---4.2 Problemas de diseño estructural: El diámetro del eje es demasiado pequeño y el tamaño del chavetero no es razonable (como un filete de transición demasiado poco profundo o insuficiente), lo que resulta en una concentración de tensión local.

---4.3 Error de procesamiento: Precisión insuficiente en el procesamiento del chavetero (como mala simetría y rugosidad), lo que resulta en una mala coordinación entre la chaveta y el chavetero y una tensión desigual.

Lecciones aprendidas: elija materiales razonables, optimice el diseño de los chaveteros y mejore la precisión del procesamiento de los chaveteros

5. Equilibrio dinámico deficiente del rotor:

El desequilibrio del rotor es una de las causas de la flexión del eje. Cuando el rotor gira a alta velocidad, si su distribución de masa es desigual, se generará una gran fuerza centrífuga. Si esta fuerza excede el límite elástico del eje, provocará una deformación por flexión permanente del eje.

Lecciones aprendidas: Corrección del equilibrio dinámico del rotor de la bomba de vacío antes del montaje

6. Vibración anormal de la bomba de vacío:

La vibración de los rotores principal y accionado también es un factor importante que provoca la flexión del eje. Si el rotor vibra de forma anormal durante el funcionamiento, a largo plazo provocará que el eje se doble.

Lecciones aprendidas: preste atención a la vibración durante el funcionamiento de la bomba de vacío

7. Fallo del cojinete: Los cojinetes de la bomba de vacío pierden su función de posicionamiento, lo que provoca que el cojinete de accionamiento de la bomba de vacío se sobrecargue y, eventualmente, haga que el eje de la bomba se doble.

Lecciones aprendidas: Se requieren inspecciones y mantenimiento periódicos, y los rodamientos deben reemplazarse a tiempo para evitar fallas.

Tres métodos para resolver la flexión del eje.

1. Calibración en frío: al calibrar el eje en condiciones de baja temperatura, las propiedades de contracción en frío del material se utilizan para ajustar la parte curva del eje para lograr el propósito de alineación.

2. Calibración térmica: calentando la parte doblada del eje para expandirla debido al calor, y luego corregir la flexión del eje mediante fuerza externa o su propio enfriamiento y contracción.

3. Calibración híbrida: combine los métodos de calibración en frío y calibración en caliente, y seleccione el método de calibración apropiado según la situación específica para lograr el mejor efecto de calibración.

4. Reemplace, procese y repare si es necesario: primero considere el reemplazo directo. En caso de emergencia, puede encontrar la coaxialidad de los muñones en ambos extremos del rotor, reparar el orificio central, girar la posición deformada + revestimiento láser + restaurar el tamaño del muñón, volver a verificar la coaxialidad de los muñones en ambos extremos del rotor y verificar el equilibrio dinámico.