ثلاثة أنواع من علب تروس الضواغط - أين تناسب التروس الحلزونية
ملف منفصل مغلق تروس حلزونية علبة تروس بين المحرك والضاغط الطارد المركزي، تعمل على زيادة سرعة المحرك (1500 أو 3000 دورة في الدقيقة) إلى سرعة المروحة (5000-30000 دورة في الدقيقة) على مرحلة واحدة أو مرحلتين. هذا هو التكوين الأكثر شيوعًا للضواغط الطاردة المركزية الصناعية الكبيرة (500 كيلوواط - 50 ميجاواط)، ويخضع لمعيار API 613 الخاص بوحدات التروس ذات الأغراض الخاصة لخدمات صناعات البترول والكيماويات والغاز.
تُركّب المراوح مباشرةً على الأطراف الممتدة لأعمدة التروس عالية السرعة، دون وجود وصلة منفصلة بين الترس والضاغط. ويُشكّل جسم الترس جزءًا من حدود العملية. ويمكن تحقيق مراحل ضغط متعددة بتركيب المراوح على امتدادات مختلفة لأعمدة التروس بنسب تروس مختلفة، وكلها تُدار من ترس مركزي واحد على عمود إدخال المحرك.
تستخدم ضواغط اللولب الخالية من الزيت تروس توقيت متزامنة للحفاظ على خلوص دقيق بين الدوارين الذكري والأنثوي دون تلامس مادي. تروس حلزونية لا تنقل أي حمل عملية (يوفر اتصال الدوار نقل عزم الدوران في الأنواع المغمورة بالزيت) ولكن يجب أن تحافظ على علاقة طور الدوار الدقيقة - مما يجعل دقة رد الفعل العكسي ودقة الخطوة هي المعلمات الحاسمة.
مُعزز سرعة الضاغط الطارد المركزي - متطلبات تصميم التروس
سرعة عالية تروس حلزونية بالنسبة لمُعزز سرعة الضاغط الطارد المركزي - فإن الجمع بين دقة DIN من الفئة 3-5، وRa ≤ 0.2 ميكرومتر لسطح جانب السن، وتصميم زاوية حلزونية منخفضة (β = 5-15 درجة) يحد من مساهمة اهتزاز التروس في الحد الأقصى المسموح به للاهتزاز من الذروة إلى الذروة وفقًا لمعيار API 613 والبالغ 25 ميكرومتر عند غلاف المحمل
سرعة خط التماس - القيد التصميمي المهيمن
تتراوح سرعة خط التماس v = π × d₁ × n₁ / 60,000 [م/ث] لترس زيادة سرعة ضاغط الطرد المركزي من 25 م/ث لضاغط غاز طبيعي بطيء إلى أكثر من 200 م/ث لضاغط هواء متعدد المراحل عالي السرعة. عند هذه السرعات:
- يهيمن فقدان الاحتكاك الناتج عن تعشيق الأسنان على ما يلي: عند سرعة v > 30 م/ث، يصبح فقد الشبكة اللزجة بدون حمل P_VZO ∝ v² جزءًا كبيرًا من الطاقة المنقولة. بالنسبة لمُزيد سرعة ضاغط API 613 تروس حلزونيةتم تحديد زيت التوربينات ISO VG 32–68 (وليس زيت التروس) - وهو أدنى درجة لزوجة تحافظ على طبقة EHL كافية - لتقليل خسائر الدوران عند السرعات العالية.
- يصبح عامل الحمل الديناميكي KV ذا أهمية: عند سرعة 50 م/ث لترس من الفئة DIN 8، تصل قيمة KV إلى 1.5-2.0، مما يتطلب ترسًا ضعف حجم الترس المطلوب عند عزم الدوران المقنن. أما في الفئة DIN 3-5، فتنخفض قيمة KV إلى 1.02-1.05، مما يسمح بتصميم تروس مدمجة. هذا هو السبب الرئيسي وراء استخدام ضواغط عالية السرعة تروس حلزونية يجب أن يتم طحنها وفقًا لفئة DIN 3-5 - ليس الضوضاء، ولكن حجم جسم التروس.
- نظام تزييت برذاذ الزيت: عند سرعات تتجاوز 80-100 متر/ثانية، لا يستطيع نظام التزييت بالرش من الفوهة إيصال الزيت إلى منطقة تلامس الأسنان، لأن سرعة السطح تجرف الزيت قبل أن يتغلغل. لذا، عند هذه السرعات، يلزم استخدام نظام تزييت بالحقن المضغوط مع فوهات توجه الزيت إلى منطقة التلامس من كلا الجانبين.
زاوية حلزونية للتروس الحلزونية لضواغط عالية السرعة
معزز سرعة الضاغط الطارد المركزي تروس حلزونية يُستخدم زوايا حلزونية منخفضة (β = 5-15°) - على عكس الاتجاه العام الذي يُفضّل زوايا حلزونية أعلى لتقليل الضوضاء. والسبب هو أنه عند سرعات خط التماس العالية جدًا، يُولّد الدفع المحوري F_a = F_t × tan β إزاحة محورية كبيرة لعمود الدوّار، والتي يجب أن يمتصها محمل الدفع. عند v = 100 م/ث مع β = 25°، فإن F_a = 0.466 × F_t - ومحمل الدفع عند هذه السرعات هو محمل دقيق ذو وسادة مائلة، وتكون قدرة تحمله للحمل المحوري محدودة بتصميمه. ضاغط API 613 القياسي تروس حلزونية يستخدم β = 8–15° كحل وسط بين الضوضاء (أعلى قليلاً) والدفع المحوري الذي يمكن التحكم فيه عند السرعة العالية.
متطلبات معيار API 613 لتروس زيادة سرعة الضاغط
| معلمات API 613 | متطلبات | الأساس المنطقي |
|---|---|---|
| فئة دقة التروس | AGMA 13–15 (≈ DIN Class 3–5) | يتحكم في KV عند السرعات العالية؛ ويحد من إثارة الاهتزاز من TE |
| حد الاهتزاز (غلاف المحمل) | ≤ 25 ميكرومتر من الذروة إلى الذروة (أو وفقًا للجدول 3 من معيار API 613) | يحمي خلوص أطراف المروحة؛ ويمنع تلامس الدوار مع الجزء الثابت |
| مادة التروس | الفولاذ المقاوم للصدأ AISI 4340 أو ما يعادله (17CrNiMo6) المعالج بالتصليد الكامل أو الكربنة | مقاومة عالية للإجهاد؛ لا يوجد خطر من التفتت عند السرعات العالية |
| نظام زيت التشحيم | حقن مضغوط؛ زيت توربيني ISO VG 32–68؛ فلتر مزدوج؛ مبرد زيت | تدفق مستمر للزيت في جميع ظروف التشغيل؛ الزيت النظيف ضروري عند سرعات الأسنان هذه. |
| هامش السرعة الحرج | ≥ 20% الفصل بين سرعة التشغيل وأي سرعة حرجة | يمنع تضخيم الرنين للاهتزاز الناتج عن TE |
تروس توقيت ضاغط لولبي - دقة الخلوص والطور
يتطلب ضاغط لولبي خالٍ من الزيت تزامنًا دقيقًا بين طوري الدوار الذكري والأنثوي - فإذا سُمح للدوارين بالتلامس (وهو ما يحدث إذا كان خلوص تروس التوقيت كبيرًا جدًا وتمدد الدوارين حراريًا لتقليل الخلوص بينهما)، فإن النتيجة هي توقف الدوار فورًا وتدمير الضاغط. تروس حلزونية لذلك فإن مواصفات ضواغط اللولب الخالية من الزيت تعتبر الخلوص هو المعيار الأساسي - وليس سعة الحمل (حيث تنقل التروس عزم دوران خفيف فقط) ولكن DIN 3967 الفئة g أو h للحفاظ على خلوص الدوار في جميع أنحاء نطاق التشغيل الحراري.
يجب أن تحافظ تروس التوقيت أيضًا على علاقة طور ثابتة أثناء التغيرات الحرارية لغلاف الضاغط. يتطلب ذلك تعويض تمدد غلاف تروس التوقيت (الذي يغير المسافة المركزية وبالتالي الخلوص) في التصميم - إما بالسماح للخلوص بالزيادة مع درجة الحرارة ضمن نطاق محدد يحافظ على خلوص الدوار، أو باستخدام أدوات ضبط المسافة المركزية المعوضة حراريًا على غلاف تروس التوقيت.
شركة إيفر باور الكورية - وحدة زيادة سرعة الضاغط ذات التروس الحلزونية
تقوم شركة إيفر باور الكورية بإنتاج قطع غيار وتصاميم جديدة تروس قطع حلزونية لزيادة سرعة ضواغط الطرد المركزي من الفئة DIN 3-5، Ra ≤ 0.2 ميكرومتر، في مواد متوافقة مع معيار API 613 (17CrNiMo6 مُقسّى بالكامل أو مُكربن)، مع قياسات محلل التروس 100% ووثائق تأهيل الاهتزاز. كاستخدام مباشر مصنع التروس الحلزونيةتُجري شركة إيفر-باور الكورية حسابات السرعة الحرجة وتقدير الاهتزازات للتروس البديلة، مؤكدةً مطابقتها لحدود الاهتزازات وفقًا لمعيار API 613 عند سرعة التشغيل المحددة قبل الإنتاج. بالنسبة لتروس توقيت ضواغط اللولب، تُنتج إيفر-باور الكورية أزواجًا متطابقة ذات فئة خلوص عكسي ودقة خطوة مؤكدة، يتم التحقق منها باستخدام محلل التروس. تصفح مجموعة منتجات التروس الحلزونية لتطبيقات الضواغط.
الأسئلة الشائعة
يُصنع زيت التروس القياسي (ISO VG 220–320 مع إضافات مقاومة للضغط الشديد) لعلب التروس متوسطة السرعة، حيث يحتاج غشاء التزييت الهيدروديناميكي المرن (EHL) إلى دعم لزوجة قاعدة عالية اللزوجة. عند سرعات خط التماس لمضاعفات سرعة الضاغط (50–200 م/ث)، يتولد غشاء الزيت بفعل الحركة الهيدروديناميكية عند السرعات العالية، ويتناسب سُمك غشاء التزييت الهيدروديناميكي المرن (h_min) تقريبًا مع v^0.68. استخدام زيت ISO VG 220 عند سرعة 100 م/ث يُنتج غشاءً أكثر من اللازم بكثير، مما يُسبب خسائر لزوجة مفرطة وتوليد حرارة. يحافظ زيت التوربينات ISO VG 32–68 (بدون إضافات مقاومة للضغط الشديد - حيث تُسبب هذه الإضافات تآكل سبائك النحاس في محامل الضاغط) على غشاء تزييت هيدروديناميكي مرن كافٍ مع تقليل خسائر الاضطراب. يُعدّ غياب إضافات مقاومة الضغط الشديد مقبولًا لأن زوج التروس عند هذه السرعات يكون في نطاق التزييت الهيدروديناميكي المرن الكامل، فلا يحدث تلامس بين النتوءات، وبالتالي لا حاجة لحماية مقاومة الضغط الشديد.
يُضيف معيار API 613 عدة متطلبات تتجاوز معيار ISO 6336: (1) اختبار قبول الاهتزاز الإلزامي عند السرعة والحمل الكاملين قبل الشحن، مع اهتزاز في غلاف المحمل ≤ 25 ميكرومتر من الذروة إلى الذروة؛ (2) تحليل ديناميكيات الدوار المحدد، بما في ذلك السرعة الحرجة الالتوائية، والسرعة الحرجة الجانبية، وهامش الفصل من جميع سرعات التشغيل؛ (3) متطلبات المواد التي تحدد الحد الأقصى لمستويات الشوائب في فولاذ التروس بما يتجاوز نطاقات التركيب القياسية EN/ASTM؛ (4) اختبار تشغيل ميكانيكي مُشاهد من قِبل المشتري أو مفتشه؛ (5) متطلبات محددة لنظافة زيت التشحيم (الحد الأدنى ISO 16/14/11). هذه المتطلبات الإضافية هي سبب كون الضاغط المتوافق مع معيار API 613 تروس حلزونية عادة ما يكلف من 2 إلى 4 أضعاف تكلفة المعدات الصناعية القياسية من نفس الحجم.
نعم، بشرط أن يكون الضجيج ناتجًا عن إجهاد سطحي تدريجي (تنقر أو تنقر دقيق) أدى إلى خشونة جوانب السن فوق قيمة Ra الأصلية ≤ 0.2 ميكرومتر، وبشرط أن يظل عمق التصليد المتبقي بعد إزالة المادة ضمن الحد الأدنى المحدد. تقبل شركة إيفر-باور الكورية ضواغط عالية السرعة. تروس حلزونية قبل البدء بعملية إعادة الطحن، يتم قياس حالة المادة المتبقية وعمق الطبقة السطحية، وتقديم تقرير جدوى لإعادة الطحن. تُعدّ إعادة الطحن إلى فئة DIN 4-5 من سطح خشن قيد الاستخدام ممكنة إذا كانت كمية المادة المراد إزالتها أقل من 0.2-0.3 مم، أما إذا تجاوزت هذه الكمية، فإن استبدال الترس يكون أكثر فعالية من حيث التكلفة من محاولة إعادة الطحن.
في الضواغط ذات التروس المتكاملة، تُركّب المراوح مباشرةً على امتدادات عمود التروس عالية السرعة داخل علبة التروس، دون الحاجة إلى غلاف ضاغط منفصل موصول بمُضاعف السرعة. يستطيع كل ترس تشغيل مروحتين (واحدة على كل طرف من أطراف العمود) بنسب ضغط مختلفة، مما يسمح بالضغط متعدد المراحل في جهاز واحد. الميزة: عدم وجود وصلة بين علبة التروس والضاغط، كتلة دوارة أقل، تركيب أكثر إحكامًا. العيب: تصميم التروس مُدمج مع تصميم الضاغط، حيث يُعد الترس جزءًا من حدود العملية ويجب أن يتحمل أحمال ضغط غاز العملية بالإضافة إلى أحمال التروس. تُنتج شركة إيفر-باور الكورية تروسًا بديلة للضواغط ذات التروس المتكاملة، مع شهادات المواد المحددة وضوابط الأبعاد اللازمة لدورها المزدوج.
استفسار عن مُسرِّع سرعة الضاغط أو تروس التوقيت
يرجى تزويدنا بسرعة دوران الترس (RPM)، وقطر دائرة الخطوة، ومعامل الترس، وزاوية الحلزون، وحالة متطلبات معيار API 613. تُنتج شركة إيفر-باور الكورية تروس ضواغط من الفئة DIN 3-5 بدقة Ra ≤ 0.2 ميكرومتر، مع توفير وثائق كاملة لتحليل التروس، وتقدير اهتزازات وفقًا لمعيار API 613، وذلك ضمن فترات التسليم القياسية للتروس الحلزونية.
الفئة DIN 3-5 · Ra ≤ 0.2 ميكرومتر · متوافق مع معيار API 613 · تقدير الاهتزاز · متوافق مع زيت التوربينات · الحد الأدنى للطلب: قطعة واحدة
المحرر: Cxm
