Три вида скоростни кутии на компресора - къде се вписват спираловидни зъбни колела
Отделно затворено спирална предавка скоростна кутия между двигателя и центробежния компресор, увеличаваща скоростта на двигателя (1500 или 3000 об/мин) до скоростта на работното колело (5000–30 000 об/мин) на един или два етапа. Това е най-често срещаната конфигурация за големи промишлени центробежни компресори (500 kW–50 MW) и се регулира от API 613 Специализирани редуктори за услуги в нефтената, химическата и газовата промишленост.
Работните колела са монтирани директно върху удължените краища на високоскоростните зъбни валове — няма отделно съединение между зъбното колело и компресора. Тялото на зъбното колело е част от границата на процеса. Няколко етапа на компресия могат да се постигнат чрез монтиране на работни колела на различни удължения на зъбните валове с различни предавателни числа, всички задвижвани от едно централно зъбно колело на входния вал на двигателя.
Безмаслените винтови компресори използват синхронизиращи зъбни колела, за да поддържат прецизен хлабина между мъжкия и женския ротор без физически контакт. спираловидни зъбни колела не предават технологично натоварване (контактът на ротора осигурява предаване на въртящия момент при маслено-запълнени типове), но трябва да поддържат точна фазова връзка на ротора — което прави хлабината и точността на стъпката критични параметри.
Увеличител на скоростта на центробежния компресор — Изисквания за проектиране на зъбно колело
Високоскоростна спирална предавка за усилвател на скоростта на центробежния компресор — комбинацията от точност по DIN клас 3–5, повърхност на зъбния ръб Ra ≤ 0,2 µm и конструкция с нисък ъгъл на спиралата (β = 5–15°) ограничава приноса на вибрациите на зъбното колело към максимално допустимите вибрации от 25 µm от пик до пик по API 613 в корпуса на лагера.
Скорост на линията на стъпката — доминиращо конструктивно ограничение
Скоростта по линията на стъпката v = π × d₁ × n₁ / 60 000 [m/s] за зъбно колело на центробежен компресор за увеличаване на скоростта варира от 25 m/s за бавен компресор за природен газ до над 200 m/s за високоскоростен многостъпален въздушен компресор. При тези скорости:
- Загубата от триене в зъбната мрежа доминира: При v > 30 m/s, загубата на вискозна мрежа без товар P_VZO ∝ v² се превръща в значителна част от предаваната мощност. За ускорител на компресор по API 613 спирална предавка, е специфицирано турбинно масло ISO VG 32–68 (не трансмисионно масло) — най-ниският клас вискозитет, който поддържа адекватен EHL филм — за да се сведат до минимум загубите от разбиване при висока скорост.
- Динамичният коефициент на натоварване KV става значителен: При v = 50 m/s за предавка по DIN клас 8, KV би достигнал 1,5–2,0, което изисква предавка два пъти по-голяма от необходимата при номиналния въртящ момент. DIN клас 3–5 намалява KV до 1,02–1,05, което позволява компактна конструкция на предавката. Това е основната причина, поради която високоскоростният компресор спираловидни зъбни колела трябва да се шлифова по DIN клас 3–5 — не шум, а размер на тялото на зъбното колело.
- Система за смазване с маслена мъгла: При v > 80–100 m/s, смазването чрез пръскане от дюза не е в състояние да достави масло до зоната на зацепване на зъбите, тъй като повърхностната скорост отмива маслото, преди то да проникне. При тези скорости е необходимо смазване чрез впръскване под налягане с дюзи, насочващи маслото към зоната на зацепване от двете страни.
Ъгъл на спиралата за високоскоростни спирални зъбни колела на компресор
Увеличител на скоростта на центробежния компресор спираловидни зъбни колела използвайте ниски ъгли на спиралата (β = 5–15°) — противно на общата тенденция, предпочитаща по-високи ъгли на спиралата за намаляване на шума. Причината: при много високи скорости на стъпката на ролката, аксиалният натиск F_a = F_t × tan β генерира значително аксиално изместване на роторния вал, което трябва да се абсорбира от аксиалния лагер на вала. При v = 100 m/s с β = 25°, F_a = 0,466 × F_t — и аксиалният лагер при тези скорости е прецизен лагер с накланяща се подложка, чиято аксиална товароносимост е ограничена от неговата конструкция. Стандартният компресор API 613 спирална предавка използва β = 8–15° като компромис между шум (малко по-висок) и управляема аксиална тяга при висока скорост.
Изисквания на API 613 за зъбни колела за увеличаване на скоростта на компресора
| Параметър по API 613 | Изискване | Обосновка |
|---|---|---|
| Клас на точност на зъбните колела | AGMA 13–15 (≈ DIN клас 3–5) | Контролира KV при висока скорост; ограничава възбуждането на вибрации от TE |
| Граница на вибрациите (корпус на лагера) | ≤ 25 µm от пик до пик (или съгласно API 613 Таблица 3) | Защитава хлабините на върха на работното колело; предотвратява контакт между ротора и статора |
| Материал на зъбното колело | AISI 4340 или еквивалент (17CrNiMo6) закалена или цементирана | Висока якост на умора; няма риск от разрушаване с фрагментация при висока скорост |
| Система за смазване | Впръскване под налягане; турбинно масло ISO VG 32–68; дуплексен филтър; маслен охладител | Непрекъснат поток на масло при всички работни условия; чистото масло е от решаващо значение при тези скорости на зъбите |
| Критичен марж на скоростта | ≥ 20% разстояние между скоростта на движение и всяка критична скорост | Предотвратява резонансното усилване на вибрациите, предизвикани от ТЕ |
Временни зъбни колела за винтови компресори — хлабина и точност на фазите
Безмасленият винтов компресор изисква точна синхронизация на фазите на мъжкия и женския ротор — ако се позволи на роторите да се докосват един до друг (което се случва, ако хлабината на зъбното колело е твърде голяма и роторите се разширят термично, за да намалят хлабината си), резултатът е незабавно блокиране на ротора и разрушаване на компресора. спирална предавка Следователно спецификацията за безмаслени винтови компресори има хлабина като основен параметър — не товароносимостта (зъбните колела предават само лек въртящ момент), а DIN 3967 клас g или h, за да се поддържа хлабина на ротора в целия термичен работен диапазон.
Ангренажните зъбни колела също трябва да поддържат постоянна фазова връзка по време на термично циклиране на корпуса на компресора. Това изисква разширението на корпуса на ангренажното зъбно колело (което променя междуосното разстояние и следователно хлабината) да бъде компенсирано в конструкцията - или като се позволи на хлабината да се увеличи с температурата в контролиран диапазон, който все още поддържа хлабината на ротора, или чрез използване на температурно компенсирани регулатори на междуосното разстояние на корпуса на ангренажното зъбно колело.
Korea Ever-Power — Доставка на спираловидни зъбни колела за увеличаване на скоростта на компресора
Korea Ever-Power произвежда заместители и нови модели спираловидни зъбни колела за ускорители на центробежни компресори с ускорение по DIN клас 3–5, Ra ≤ 0,2 µm, от материали, съвместими с API 613 (17CrNiMo6, закалени или цементирани), с измерване с анализатор на зъбни колела 100% и документация за квалификация на вибрациите. Като директен производител на спирални зъбни колела, Korea Ever-Power извършва изчисление на критичната скорост и оценка на вибрациите за резервни зъбни колела, потвърждавайки съответствие с ограниченията за вибрации по API 613 при определената работна скорост преди производството. За зъбни колела за винтови компресори, Korea Ever-Power произвежда съчетани двойки с потвърден клас на хлабина и точност на стъпката, проверени на анализатора на зъбни колела. Разгледайте продуктова гама от спирални зъбни колела за компресорни приложения.
Често задавани въпроси
Стандартното трансмисионно масло (ISO VG 220–320 с EP добавки) е формулирано за скоростни кутии със средна скорост, където EHL филмът се нуждае от вискозитетна поддръжка от високовискозна основа. При скоростите на стъпката на валовете на компресорните ускорители (50–200 m/s), масленият филм се генерира от хидродинамично действие при висока скорост — дебелината на EHL филма h_min се увеличава приблизително с v^0.68. Използването на ISO VG 220 при 100 m/s генерира много повече филм от необходимото, което води до прекомерни вискозни загуби и генериране на топлина. Турбинното масло ISO VG 32–68 (без EP добавки — EP добавките са корозивни за медните сплави в лагерите на компресорите) поддържа адекватен EHL филм, като същевременно минимизира загубите от разбъркване. Липсата на EP добавки е приемлива, защото при тези скорости зъбната двойка е здраво в пълния EHL режим — не се получава контакт с грапавост и EP защитата е ненужна.
API 613 добавя няколко изисквания освен ISO 6336: (1) задължителен тест за приемане на вибрации при пълна скорост и натоварване преди доставка, с вибрации в корпуса на лагера ≤ 25 µm от пик до пик; (2) специфичен анализ на динамиката на ротора, включително критична скорост на усукване, странична критична скорост и граница на разделяне от всички работни скорости; (3) изисквания за материали, определящи максималните нива на примеси в стоманата на зъбните колела извън стандартните диапазони на състава EN/ASTM; (4) механично изпитване с придружител от купувача или инспектора на купувача; (5) специфични изисквания за чистота на смазочното масло (минимум ISO 16/14/11). Тези допълнителни изисквания са причината компресорът, съвместим с API 613, да е... спирална предавка обикновено струва 2–4 пъти повече от стандартна индустриална предавка със същия размер.
Да — при условие че шумът е от прогресивна умора на повърхността (питинг или микропитинг), която е награпила страничните повърхности на зъба над първоначалното Ra ≤ 0,2 µm, и при условие че оставащата дълбочина на корпуса след отстраняване на материала е все още в рамките на определения минимум. Korea Ever-Power приема високоскоростен компресор. спираловидни зъбни колела за повторно шлайфане, измерва оставащото състояние на материала и дълбочината на корпуса и предоставя доклад за осъществимост на повторното шлайфане преди да се ангажира с операцията. Повторното шлайфане до DIN клас 4–5 от експлоатационна грапава повърхност е осъществимо, ако общото необходимо отстраняване на материал е под 0,2–0,3 мм — след това, подмяната на зъбно колело е по-рентабилна от опит за повторно шлайфане.
В компресор с интегрално предаване, работното колело е монтирано директно върху удълженията на вала на високоскоростните пиньони вътре в корпуса на скоростната кутия — няма отделни компресорни корпуси, свързани с фланци към ускорител. Всяко пиньон може да задвижва две работни колела (по едно на всеки край на вала) при различни съотношения на налягане, което позволява многостепенно компресиране в една машина. Предимството: липса на свързване между скоростната кутия и компресора, по-малка въртяща се маса, по-компактен монтаж. Недостатъкът: конструкцията на зъбното колело е неразделна от конструкцията на компресора — зъбното колело е част от границата на процеса и трябва да издържа на натоварванията от налягането на технологичния газ в допълнение към натоварванията на зъбното колело. Korea Ever-Power произвежда резервни зъбни колела за компресори с интегрално предаване със специфичните сертификати за материали и контрол на размерите, необходими за тяхната двойна функция.
Запитване за усилвател на скоростта на компресора или синхронизиращ механизъм
Предоставете скоростта на вашето зъбно колело (RPM), диаметъра на стъпката, модула, ъгъла на спиралата и статуса на изискванията по API 613. Korea Ever-Power произвежда компресорни зъбни колела по DIN клас 3–5 с Ra ≤ 0,2 µm, пълна документация за анализатор на зъбните колела и оценка на вибрациите по API 613 — при стандартни срокове за изпълнение на спираловидни зъбни колела.
DIN клас 3–5 · Ra ≤ 0,2 µm · Съответства на API 613 · Оценка на вибрациите · Съвместим с турбинно масло · Минимално количество за поръчка 1 брой
Редактор: Cxm
