La flessione dell'albero della pompa per vuoto fa riflettere

Una panoramica del caso

Recentemente l'attrezzatura della pompa per vuoto di una fabbrica, in funzione da due anni, si è rotta e la testa dell'albero di trasmissione era piegata e deformata.

2 Cause della flessione dell'albero ed esperienza acquisita

Dopo l'ispezione da parte del nostro tecnico della manutenzione, abbiamo riscontrato:

1. La pompa del vuoto ha un carico elevato ed è sovraccarica;

2. Esistono pericoli nascosti nel metodo di avviamento della pompa per vuoto e la coppia di avviamento ha un grande impatto;

Attraverso questa analisi dei guasti, la nostra azienda ha riepilogato le possibili ragioni che possono causare la flessione dell'albero della pompa per vuoto:

1. Problema di allineamento della flangia di collegamento tra motore e pompa per vuoto

---1.1 Sebbene l'allineamento sia garantito attraverso la flangia, potrebbero verificarsi errori iniziali durante l'installazione (come errore di elaborazione del fermo della flangia, errore di coassialità tra il cerchio esterno del fermo e la linea centrale dell'asse, errore di perpendicolarità tra la faccia dell'estremità del fermo e la linea centrale dell'asse) e la vibrazione generata durante il funzionamento può aggravare ulteriormente il disallineamento, causando al perno una sollecitazione di flessione periodica.

---1.2 I cambiamenti di temperatura quando la pompa del vuoto è in funzione possono causare un'espansione diversa del corpo della pompa e delle estremità del motore, compromettendo la precisione dell'allineamento, soprattutto in condizioni di temperatura elevata o di raffreddamento.

Lezione appresa: durante l'installazione della pompa per vuoto e del motore, verificare la presenza di eventuali segni di usura, installazione non corretta o danni che potrebbero influire sull'allineamento.

2. Sovraccarico e carico anomalo

---2.1 Sovraccarico istantaneo

La pompa per vuoto potrebbe subire un improvviso aumento della pressione del gas a causa di un blocco del sistema, dell'ingresso di corpi estranei o di avviamenti e arresti frequenti, causando il superamento della coppia istantanea rispetto al valore di progetto.

---2.2 Sovraccarico continuo

Il funzionamento a lungo termine in condizioni di sovraccarico (come il pompaggio di mezzi ad alta densità o vuoto estremo) causerà la deformazione per fatica dell'albero.

---2.3 Carico d'urto

La capacità di ammortizzazione del giunto è insufficiente (se viene selezionato un giunto rigido) e la coppia di avviamento del motore o un improvviso cambiamento di carico vengono trasmessi all'albero, provocando la deformazione dell'impatto.

Esperienza acquisita: durante il funzionamento, prestare attenzione e osservare se la pompa per vuoto è caricata: osservare la curva di corrente, la lettura del misuratore di pressione negativa, i parametri operativi delle pompe a monte e a valle e osservare se sono presenti corpi estranei accumulati sulla superficie del rotore nel cilindro della pompa per vuoto.

3. Problema di accoppiamento

---3.1 Selezione errata: il tipo di giunto (ad esempio il tipo con ingranaggio elastico rigido) non corrisponde alle condizioni di lavoro e non può compensare la deviazione di allineamento o assorbire le vibrazioni.

---3.2 Danni o usura: i componenti del giunto (come i componenti dentati degli elementi elastici) sono invecchiati, rotti o usurati, con conseguente trasmissione non uniforme della coppia.

---3.3 Errore di installazione: forza di pre-serraggio irregolare dei bulloni di bloccaggio del giunto o inserimento troppo stretto della chiave, che causa ulteriore stress

---3.4 L'errore di bilanciamento dinamico del giunto è elevato: la testa dell'albero motore genera una grande forza centrifuga, causando la flessione e la deformazione dell'albero.

Lezioni apprese: rivedere la qualità dell'assemblaggio delle parti di supporto dell'accoppiamento

4. Difetti di progettazione/produzione dell'albero e della sede della chiavetta

---4.1 Difetti del materiale: il materiale dell'albero non è qualificato (come resistenza insufficiente e crepe interne) o trattamento termico inadeguato (come stress residuo non eliminato)

---4.2 Problemi di progettazione strutturale: il diametro dell'albero è troppo piccolo e la dimensione della sede della chiavetta è irragionevole (come un raccordo di transizione troppo superficiale o insufficiente), con conseguente concentrazione di sollecitazioni locali.

---4.3 Errore di elaborazione: precisione di elaborazione della sede per chiavetta insufficiente (come scarsa simmetria e rugosità), con conseguente scarsa coordinazione tra la chiavetta e la sede per chiavetta e sollecitazione irregolare.

Lezioni apprese: scegliere materiali ragionevoli, ottimizzare il design delle sedi per chiavetta e migliorare la precisione della lavorazione delle sedi per chiavetta

5. Scarso equilibrio dinamico del rotore:

Lo squilibrio del rotore è una delle cause della flessione dell'albero. Quando il rotore ruota ad alta velocità, se la sua distribuzione della massa non è uniforme, verrà generata una grande forza centrifuga. Se questa forza supera il limite elastico dell'albero, causerà una deformazione flessionale permanente dell'albero.

Lezioni apprese: correzione del bilanciamento dinamico del rotore della pompa per vuoto prima dell'assemblaggio

6. Vibrazioni anomale della pompa a vuoto:

Anche la vibrazione del rotore principale e di quello condotto è un fattore importante che porta alla flessione dell'albero. Se il rotore vibra in modo anomalo durante il funzionamento, a lungo termine ciò porterà alla flessione dell'albero.

Lezioni apprese: prestare attenzione alle vibrazioni durante il funzionamento della pompa per vuoto

7. Guasto dei cuscinetti: i cuscinetti della pompa per vuoto perdono la loro funzione di posizionamento, causando il sovraccarico del cuscinetto di trasmissione della pompa per vuoto, con conseguente flessione dell'albero della pompa.

Lezioni apprese: sono necessarie ispezioni e manutenzioni regolari e i cuscinetti devono essere sostituiti in tempo per evitare guasti.

Tre metodi per risolvere la flessione dell'albero

1. Calibrazione a freddo: calibrando l'albero in condizioni di bassa temperatura, le proprietà di restringimento a freddo del materiale vengono utilizzate per regolare la parte curva dell'albero per raggiungere lo scopo dell'allineamento.

2. Calibrazione termica: riscaldando la parte piegata dell'albero per espanderla a causa del calore, quindi correggere la flessione dell'albero attraverso la forza esterna o il proprio raffreddamento e contrazione.

3. Calibrazione ibrida: combinare metodi di calibrazione a freddo e calibrazione a caldo e selezionare il metodo di calibrazione appropriato in base alla situazione specifica per ottenere il miglior effetto di calibrazione.

4. Sostituire, elaborare e riparare se necessario: considerare innanzitutto la sostituzione diretta. In caso di emergenza, è possibile trovare la coassialità dei perni su entrambe le estremità del rotore, riparare il foro centrale, ruotare la posizione deformata + rivestimento laser + ripristinare le dimensioni del perno, ricontrollare la coassialità dei perni su entrambe le estremità del rotore e controllare l'equilibrio dinamico