Tri vrste mjenjača kompresora - gdje se uklapaju spiralni zupčanici
Odvojeni zatvoreni prostor spiralni zupčanik Mjenjač između motora i centrifugalnog kompresora, povećavajući brzinu motora (1.500 ili 3.000 okretaja u minuti) do brzine rotora (5.000–30.000 okretaja u minuti) u jednoj ili dvije faze. Ovo je najčešća konfiguracija za velike industrijske centrifugalne kompresore (500 kW–50 MW) i regulirana je standardom API 613 Specijalne namjenske zupčaničke jedinice za usluge u naftnoj, hemijskoj i plinskoj industriji.
Impeleri su montirani direktno na produžene krajeve osovina zupčanika velike brzine - ne postoji zasebna spojnica između zupčanika i kompresora. Tijelo zupčanika čini dio granice procesa. Višestruki stepeni kompresije mogu se postići montiranjem impelera na različite produžetke osovina zupčanika pri različitim prenosnim omjerima, a svi su pogonjeni iz jednog centralnog zupčanika na ulaznoj osovini motora.
Vijčani kompresori bez ulja koriste sinhronizacijske zupčanike za održavanje preciznog razmaka između muškog i ženskog rotora bez fizičkog kontakta. spiralni zupčanici ne prenose procesno opterećenje (kontakt rotora omogućava prijenos obrtnog momenta kod tipova potopljenih uljem), ali moraju održavati tačan fazni odnos rotora - što čini zazor i tačnost koraka ključnim parametrima.
Povećivač brzine centrifugalnog kompresora - Zahtjevi za dizajn zupčanika
Velika brzina spiralni zupčanik za centrifugalni pojačivač brzine kompresora — kombinacija tačnosti DIN klase 3–5, površine boka zuba Ra ≤ 0,2 µm i dizajna sa malim uglom spirale (β = 5–15°) ograničava doprinos vibracija zupčanika maksimalno dozvoljenim vibracijama od vrha do vrha od 25 µm na kućištu ležaja prema API 613.
Brzina nagibne linije - dominantno ograničenje dizajna
Brzina na liniji koraka v = π × d₁ × n₁ / 60.000 [m/s] za zupčanik centrifugalnog kompresora za povećanje brzine kreće se od 25 m/s za spori kompresor prirodnog plina do preko 200 m/s za višestepeni kompresor zraka velike brzine. Pri ovim brzinama:
- Gubitak trenja u zahvatu zuba dominira: Pri v > 30 m/s, gubitak viskozne mreže bez opterećenja P_VZO ∝ v² postaje značajan dio prenesene snage. Za pojačivač brzine kompresora API 613 spiralni zupčanikSpecificirano je turbinsko ulje ISO VG 32–68 (ne ulje za zupčanike) - najniža klasa viskoznosti koja održava adekvatan EHL film - kako bi se smanjili gubici od mućkanja pri velikim brzinama.
- Dinamički faktor opterećenja KV postaje značajan: Pri v = 50 m/s za zupčanik DIN klase 8, KV bi dostigao 1,5–2,0, što zahtijeva zupčanik dvostruko veći od onog potrebnog pri nazivnom momentu. DIN klasa 3–5 smanjuje KV na 1,02–1,05, omogućavajući kompaktnu konstrukciju zupčanika. Ovo je osnovni razlog zašto kompresor velike brzine... spiralni zupčanici mora se brušiti prema DIN klasi 3–5 — ne buka, već veličina tijela zupčanika.
- Sistem podmazivanja uljnom maglom: Pri v > 80–100 m/s, podmazivanje raspršivanjem iz mlaznice ne može dostaviti ulje u zonu zahvata zuba jer površinska brzina odnosi ulje prije nego što prodre. Pri ovim brzinama potrebno je podmazivanje ubrizgavanjem pod pritiskom s mlaznicama koje usmjeravaju ulje u zonu zahvata s obje strane.
Ugao zavojnice za spiralne zupčanike brzog kompresora
Povećivač brzine centrifugalnog kompresora spiralni zupčanici koristiti male uglove spirale (β = 5–15°) — suprotno općem trendu favoriziranja većih uglova spirale radi smanjenja buke. Razlog: pri vrlo visokim brzinama nagibne linije, aksijalni potisak F_a = F_t × tan β generira značajno aksijalno pomjeranje osovine rotora koje mora apsorbirati aksijalni ležaj osovine. Pri v = 100 m/s sa β = 25°, F_a = 0,466 × F_t — a aksijalni ležaj pri tim brzinama je precizni ležaj s nagibnim pločicama čija je aksijalna nosivost ograničena njegovom konstrukcijom. Standardni kompresor API 613 spiralni zupčanik koristi β = 8–15° kao kompromis između buke (nešto više) i upravljivog aksijalnog potiska pri velikoj brzini.
API 613 Zahtjevi za zupčanike za povećanje brzine kompresora
| API 613 parametar | Zahtjev | Obrazloženje |
|---|---|---|
| Klasa tačnosti zupčanika | AGMA 13–15 (≈ DIN klasa 3–5) | Kontrolira KV pri velikoj brzini; ograničava pobuđivanje vibracija od TE |
| Granica vibracija (kućište ležaja) | ≤ 25 µm od vrha do vrha (ili prema API 613 Tabela 3) | Štiti zazore na vrhu impelera; sprječava kontakt rotora i statora |
| Materijal zupčanika | AISI 4340 ili ekvivalent (17CrNiMo6) kaljeno ili cementirano | Visoka čvrstoća na zamor; nema rizika od fragmentacije pri velikoj brzini |
| Sistem podmazivanja uljem | Ubrizgavanje pod pritiskom; turbinsko ulje ISO VG 32–68; dupleks filter; hladnjak ulja | Kontinuirani protok ulja u svim radnim uslovima; čisto ulje je ključno pri ovim brzinama zuba |
| Kritična margina brzine | ≥ 20% razmak između brzine kretanja i bilo koje kritične brzine | Sprečava rezonantno pojačanje vibracija izazvanih TE-om |
Vremenski zupčanici vijčanih kompresora — Zazor i tačnost faze
Vijčani kompresor bez ulja zahtijeva tačnu sinhronizaciju faza muškog i ženskog rotora - ako se rotorima dozvoli da se međusobno dodiruju (što se dešava ako je zazor zupčanika prevelik i rotori se termički šire kako bi smanjili svoj zazor), rezultat je trenutno blokiranje rotora i uništenje kompresora. spiralni zupčanik Specifikacija za vijčane kompresore bez ulja stoga ima zazor kao primarni parametar - ne nosivost (zupčanici prenose samo mali obrtni moment), već DIN 3967 klasu g ili h za održavanje zazora rotora u cijelom termičkom radnom rasponu.
Razvodni zupčanici također moraju održavati konstantan fazni odnos tokom termičkog cikliranja kućišta kompresora. To zahtijeva da se širenje kućišta razvodnog zupčanika (koje mijenja središnje rastojanje i stoga zazor) kompenzira u dizajnu - bilo omogućavanjem povećanja zazora s temperaturom unutar kontroliranog raspona koji i dalje održava zazor rotora, ili korištenjem temperaturno kompenziranih podešivača središnjeg rastojanja na kućištu razvodnog zupčanika.
Korea Ever-Power — Isporuka spiralnih zupčanika za povećanje brzine kompresora
Korea Ever-Power proizvodi zamjenske i nove dizajne spiralno rezani zupčanici za centrifugalne kompresorske pojačivače brzine DIN klase 3–5, Ra ≤ 0,2 µm, u materijalima kompatibilnim sa API 613 (17CrNiMo6 kaljeni ili cementirani), sa dokumentacijom o mjerenju i kvalifikaciji vibracija analizatorom zupčanika 100%. Kao direktno proizvođač spiralnih zupčanika, Korea Ever-Power vrši proračun kritične brzine i procjenu vibracija za zamjenske zupčanike, potvrđujući usklađenost s ograničenjima vibracija API 613 pri navedenoj brzini rada prije proizvodnje. Za zupčanike vijčanih kompresora, Korea Ever-Power proizvodi usklađene parove s potvrđenom klasom zazora i tačnošću koraka, provjerenom na analizatoru zupčanika. Pregledajte Asortiman proizvoda sa spiralnim zupčanicima za kompresorske primjene.
Često postavljana pitanja
Standardno ulje za zupčanike (ISO VG 220–320 s EP aditivima) formulirano je za mjenjače umjerenih brzina gdje EHL film treba viskoznu podršku visokoviskozne baze. Pri brzinama na liniji koraka kompresora za povećanje brzine (50–200 m/s), uljni film se stvara hidrodinamičkim djelovanjem pri velikoj brzini - debljina EHL filma h_min se skalira približno sa v^0,68. Korištenjem ISO VG 220 pri 100 m/s stvara se daleko više filma nego što je potrebno, uzrokujući prekomjerne viskozne gubitke i stvaranje topline. Turbinsko ulje ISO VG 32–68 (bez EP aditiva - EP aditivi su korozivni za legure bakra u ležajevima kompresora) održava adekvatan EHL film uz minimiziranje gubitaka od miješanja. Odsustvo EP aditiva je prihvatljivo jer je pri ovim brzinama zupčani par čvrsto u punom EHL režimu - ne dolazi do kontakta hrapavosti i EP zaštita nije potrebna.
API 613 dodaje nekoliko zahtjeva pored ISO 6336: (1) obavezni test prihvatljivosti vibracija pri punoj brzini i opterećenju prije isporuke, s vibracijama na kućištu ležaja ≤ 25 µm od vrha do vrha; (2) specifična analiza dinamike rotora, uključujući kritičnu brzinu torzije, bočnu kritičnu brzinu i marginu odvajanja od svih radnih brzina; (3) zahtjevi za materijal koji specificiraju maksimalne nivoe nečistoća u čeliku zupčanika izvan standardnih EN/ASTM raspona sastava; (4) mehaničko ispitivanje rada od strane kupca ili inspektora kupca; (5) specifični zahtjevi za čistoću mazivog ulja (minimum ISO 16/14/11). Ovi dodatni zahtjevi su razlog zašto kompresor usklađen sa API 613 spiralni zupčanik obično košta 2-4 puta više od standardnog industrijskog zupčanika iste veličine.
Da — pod uslovom da buka potiče od progresivnog zamora površine (udubljivanje ili mikroudubljivanje) koji je učinio bokove zuba hrapavim iznad prvobitnog Ra ≤ 0,2 µm, i pod uslovom da je preostala dubina kućišta nakon uklanjanja materijala i dalje unutar minimalno specificiranog minimuma. Korea Ever-Power prihvata kompresor velike brzine. spiralni zupčanici Za ponovno brušenje, mjeri preostalo stanje materijala i dubinu kućišta, te daje izvještaj o izvodljivosti ponovnog brušenja prije početka operacije. Ponovno brušenje do DIN klase 4-5 sa hrapave površine u upotrebi je izvodljivo ako je ukupno potrebno uklanjanje materijala ispod 0,2-0,3 mm - nakon toga, zamjenski zupčanik je isplativiji od pokušaja ponovnog brušenja.
U integralno zupčanom kompresoru, impeleri su montirani direktno na produžetke osovina zupčanika velike brzine unutar kućišta mjenjača - nema odvojenih kućišta kompresora prirubnicama spojenih na pojačivač brzine. Svaki zupčanik može pokretati dva impelera (po jedan na svakom kraju osovine) pri različitim omjerima pritiska, što omogućava višestepenu kompresiju u jednoj mašini. Prednost: nema spojnice između mjenjača i kompresora, manja rotirajuća masa, kompaktnija instalacija. Nedostatak: dizajn zupčanika je neodvojiv od dizajna kompresora - zupčanik je dio granice procesa i mora izdržati opterećenja pritiska procesnog gasa pored opterećenja zupčanika. Korea Ever-Power proizvodi zamjenske zupčanike za integralno zupčane kompresore sa specifičnim certifikatima materijala i dimenzijskim kontrolama potrebnim za njihovu dvostruku funkciju.
Upit za pojačivač brzine kompresora ili zupčanik za razvod zraka
Navedite brzinu vašeg zupčanika (o/min), prečnik koraka, modul, ugao spirale i status zahtjeva API 613. Korea Ever-Power proizvodi kompresorske zupčanike DIN klase 3–5 sa Ra ≤ 0,2 µm, kompletnu dokumentaciju analizatora zupčanika i procjenu vibracija API 613 - po standardnim rokovima isporuke za spiralne zupčanike.
DIN klasa 3–5 · Ra ≤ 0,2 µm · U skladu sa API 613 · Procjena vibracija · Kompatibilno sa turbinskim uljem · MOQ 1 komad
Urednik: Cxm
