大型コンプレッサー シャフト ローター設計: 精度と複雑さの背後にある性能保証

大型コンプレッサー システムでは、シャフト ローターが動力伝達とエネルギー変換の中核となるコンポーネントです。その構造設計は、コンプレッサーの性能を決定するだけでなく、システム全体の安定性と信頼性にも直接影響します。大型コンプレッサー シャフト ローターの構造設計は、主にさまざまな過酷な動作条件や性能要件を満たす必要があるため、非常に精密かつ複雑です。

とき 大型コンプレッサーシャフトローター 高速で回転すると、大きな遠心力と振動が発生します。ローターが長期間の運転中に安定した状態を維持できるように、その構造設計は動的バランスを十分に考慮する必要があります。これには、ローターの質量分布を正確に計算し、インペラやバランスディスクなどのコンポーネントのレイアウトを最適化し、高度な動的バランシングテスト技術を使用して、ローターがあらゆる速度で良好なバランス状態を達成できることを確認することが含まれます。さらに、転がり軸受やスクイズフィルム軸受などのローターの支持構造も、大きなラジアル荷重とアキシアル荷重に耐え、振動や騒音を低減するように慎重に設計する必要があります。

大型コンプレッサーの作動中、ガスの圧縮によって発生する熱と機械的摩擦によって発生する熱により、シャフト ローターは大きな熱応力にさらされます。同時に、異なる材料間の熱膨張係数の違いにより、シャフトシステム内部に応力集中が発生します。シャフトローターの構造設計では、さまざまな使用条件下でシャフトシステムの安定した動作を確保するために、合理的な熱膨張補償構造を採用するなど、熱応力の分散と緩和対策を考慮する必要があります。

タービンやコンプレッサーなどの回転機械では、流体と固体構造間の相互作用（つまり、流体と固体の結合効果）は無視できない問題です。大型のコンプレッサーシャフトローターは動作中にガスの弾性力の影響を受け、振動の不安定性やその他の問題を引き起こします。構造設計では、ローターの安定性に対するガス弾性力の影響を評価し、ローターの耐衝撃性を向上させるために、インペラ形状の最適化やギャップサイズの調整などの対応する設計措置を講じるために、詳細な流体-固体連成解析が必要です。不安定な能力。

大型コンプレッサーは、始動、停止、変動負荷など、さまざまな動作条件で動作する必要があることがよくあります。このような使用条件の変化は、過渡応答、結合ねじり振動、脈動トルクなど、シャフトロータにさまざまな影響を与えます。したがって、構造設計では、複数の使用条件に対するロータの適応性を十分に考慮する必要があります。また、フレキシブルカップリングの使用やショックアブソーバーの設置など、合理的な構造設計により、ローターの安定性に対する作業条件の変化の影響を軽減します。同時に、ローターの動作信頼性や安全性を向上させるために、冗長設計の採用や監視システムの設置などの信頼性設計も求められます。

大型コンプレッサーシャフトローターの構造設計では、製造プロセスや組み立て精度の要件も考慮する必要があります。複雑な構造設計は、多くの場合、より高い加工難易度と組み立て要件を意味します。設計プロセスでは、ローターの製造精度と組み立て品質を確保するために、製造プロセスと密接に統合し、高度な加工技術と組み立て技術を採用する必要があります。同時に、その後のメンテナンスやトラブルシューティングを容易にするために、部品の互換性やメンテナンス性も考慮する必要があります。

大型コンプレッサーシャフトローターの構造設計は、精密かつ複雑なシステムエンジニアリングによって行われます。動的バランス、熱応力管理、流体-固体結合効果、複数条件への適応性、製造プロセス、組立精度などの複数の要素を包括的に考慮する必要があります。科学的な設計手法と高度な技術手段を通じて、性能、安定性、信頼性を備えた大型コンプレッサー シャフト ローターを設計して、工業生産の継続性と効率性を強力に保証できます。