Τρεις τύποι κιβωτίου ταχυτήτων συμπιεστή — Πού ταιριάζουν τα ελικοειδή γρανάζια
Ένα ξεχωριστό κλειστό ελικοειδές γρανάζι κιβώτιο ταχυτήτων μεταξύ του κινητήρα και του φυγοκεντρικού συμπιεστή, αυξάνοντας την ταχύτητα του κινητήρα (1.500 ή 3.000 σ.α.λ.) σε ταχύτητα πτερωτής (5.000–30.000 σ.α.λ.) σε ένα ή δύο στάδια. Αυτή είναι η πιο συνηθισμένη διαμόρφωση για μεγάλους βιομηχανικούς φυγοκεντρικούς συμπιεστές (500 kW–50 MW) και διέπεται από το πρότυπο API 613 Μονάδες Ειδικού Σκοπού για Υπηρεσίες Πετρελαϊκής, Χημικής και Φυσικού Αερίου.
Οι πτερωτές τοποθετούνται απευθείας στα εκτεταμένα άκρα των αξόνων πινιόν υψηλής ταχύτητας — δεν υπάρχει ξεχωριστή σύνδεση μεταξύ του γραναζιού και του συμπιεστή. Το σώμα του γραναζιού αποτελεί μέρος του ορίου της διεργασίας. Πολλαπλά στάδια συμπίεσης μπορούν να επιτευχθούν με την τοποθέτηση πτερωτών σε διαφορετικές προεκτάσεις άξονα πινιόν σε διαφορετικές σχέσεις μετάδοσης, όλες κινούμενες από ένα κεντρικό γρανάζι στον άξονα εισόδου του κινητήρα.
Οι κοχλιοφόροι συμπιεστές χωρίς λάδι χρησιμοποιούν συγχρονισμένα γρανάζια χρονισμού για να διατηρούν ακριβή απόσταση μεταξύ του αρσενικού και του θηλυκού ρότορα χωρίς φυσική επαφή. ελικοειδή γρανάζια δεν μεταδίδουν φορτίο διεργασίας (η επαφή του ρότορα παρέχει μετάδοση ροπής σε τύπους με υπερχείλιση λαδιού), αλλά πρέπει να διατηρούν την ακριβή σχέση φάσης του ρότορα — καθιστώντας την ακρίβεια της αντίστροφης κίνησης και της κλίσης τις κρίσιμες παραμέτρους.
Φυγοκεντρικός αυξητής ταχύτητας συμπιεστή — Απαιτήσεις σχεδιασμού γραναζιών
Υψηλής ταχύτητας ελικοειδές γρανάζι για φυγοκεντρικό αυξητή ταχύτητας συμπιεστή — ο συνδυασμός ακρίβειας DIN Κλάσης 3–5, επιφάνειας πλευράς δοντιού Ra ≤ 0,2 µm και σχεδιασμού χαμηλής γωνίας έλικας (β = 5–15°) περιορίζει τη συμβολή των κραδασμών του γραναζιού στη μέγιστη επιτρεπόμενη δόνηση κορυφής-με-κορυφής 25 µm του API 613 στο περίβλημα ρουλεμάν
Ταχύτητα Γραμμής Βήματος — Ο Κυρίαρχος Περιορισμός Σχεδιασμού
Η ταχύτητα γραμμής βήματος v = π × d₁ × n₁ / 60.000 [m/s] για ένα γρανάζι αύξησης ταχύτητας φυγοκεντρικού συμπιεστή κυμαίνεται από 25 m/s για έναν αργό συμπιεστή φυσικού αερίου έως πάνω από 200 m/s για έναν πολυβάθμιο συμπιεστή αέρα υψηλής ταχύτητας. Σε αυτές τις ταχύτητες:
- Η απώλεια τριβής του οδοντικού πλέγματος κυριαρχεί: Σε v > 30 m/s, η απώλεια ιξώδους πλέγματος χωρίς φορτίο P_VZO ∝ v² γίνεται ένα σημαντικό κλάσμα της μεταδιδόμενης ισχύος. Για έναν αυξητή στροφών συμπιεστή API 613 ελικοειδές γρανάζι, Προδιαγράφεται λάδι στροβίλου ISO VG 32–68 (όχι λάδι κιβωτίου ταχυτήτων) — ο χαμηλότερος βαθμός ιξώδους που διατηρεί επαρκή μεμβράνη EHL — για την ελαχιστοποίηση των απωλειών λόγω ανατάραξης σε υψηλή ταχύτητα.
- Ο συντελεστής δυναμικού φορτίου KV γίνεται σημαντικός: Σε v = 50 m/s για μια ταχύτητα DIN Κλάσης 8, η τιμή KV θα έφτανε το 1,5–2,0, απαιτώντας μια ταχύτητα διπλάσια από την απαιτούμενη στην ονομαστική ροπή. Η τιμή DIN Κλάσης 3–5 μειώνει την τιμή KV στο 1,02–1,05, επιτρέποντας συμπαγή σχεδιασμό ταχυτήτων. Αυτός είναι ο βασικός λόγος για τον οποίο ο συμπιεστής υψηλής ταχύτητας ελικοειδή γρανάζια πρέπει να είναι λειασμένο σύμφωνα με την κατηγορία DIN 3–5 — όχι θόρυβος, αλλά μέγεθος σώματος γραναζιού.
- Σύστημα λίπανσης με ομίχλη λαδιού: Σε v > 80–100 m/s, η λίπανση ψεκασμού από ένα ακροφύσιο δεν είναι σε θέση να μεταφέρει λάδι στη ζώνη του οδοντωτού πλέγματος επειδή η επιφανειακή ταχύτητα παρασύρει το λάδι μακριά πριν διεισδύσει. Σε αυτές τις ταχύτητες απαιτείται λίπανση με έγχυση υπό πίεση με ακροφύσια που κατευθύνουν λάδι στη ζώνη του οδοντωτού πλέγματος και από τις δύο πλευρές.
Γωνία έλικας για ελικοειδή γρανάζια συμπιεστή υψηλής ταχύτητας
Φυγοκεντρικός αυξητής ταχύτητας συμπιεστή ελικοειδή γρανάζια χρησιμοποιούν χαμηλές γωνίες έλικας (β = 5–15°) — σε αντίθεση με τη γενική τάση που ευνοεί υψηλότερες γωνίες έλικας για τη μείωση του θορύβου. Ο λόγος: σε πολύ υψηλές ταχύτητες γραμμής κλίσης, η αξονική ώθηση F_a = F_t × tan β δημιουργεί σημαντική αξονική μετατόπιση του άξονα του ρότορα, η οποία πρέπει να απορροφηθεί από το ωστικό έδρανο του άξονα. Σε v = 100 m/s με β = 25°, F_a = 0,466 × F_t — και το ωστικό έδρανο σε αυτές τις ταχύτητες είναι ένα ρουλεμάν ακριβείας με κεκλιμένο πέλμα του οποίου η αξονική ικανότητα φορτίου περιορίζεται από τον σχεδιασμό του. Ο τυπικός συμπιεστής API 613 ελικοειδές γρανάζι χρησιμοποιεί β = 8–15° ως συμβιβασμό μεταξύ θορύβου (ελαφρώς υψηλότερου) και διαχειρίσιμης αξονικής ώσης σε υψηλή ταχύτητα.
Απαιτήσεις API 613 για γρανάζια αύξησης ταχύτητας συμπιεστή
| Παράμετρος API 613 | Απαίτηση | Λογική |
|---|---|---|
| Κλάση ακρίβειας γραναζιών | AGMA 13–15 (≈ Κλάση DIN 3–5) | Ελέγχει το KV σε υψηλή ταχύτητα· περιορίζει τη διέγερση κραδασμών από το TE |
| Όριο κραδασμών (περίβλημα ρουλεμάν) | ≤ 25 µm από κορυφή σε κορυφή (ή σύμφωνα με τον Πίνακα 3 του API 613) | Προστατεύει τα διάκενα των άκρων της πτερωτής· αποτρέπει την επαφή ρότορα-στάτορα |
| Υλικό γραναζιών | AISI 4340 ή ισοδύναμο (17CrNiMo6) σκληρυμένο ή ενανθράκωμένο | Υψηλή αντοχή στην κόπωση· κανένας κίνδυνος θραύσης σε υψηλή ταχύτητα |
| Σύστημα λίπανσης λαδιού | Ψεκασμός υπό πίεση· λάδι τουρμπίνας ISO VG 32–68· φίλτρο διπλής όψης· ψυγείο λαδιού | Συνεχής ροή λαδιού σε όλες τις συνθήκες λειτουργίας. Το καθαρό λάδι είναι κρίσιμο σε αυτές τις ταχύτητες δοντιών. |
| Κρίσιμο περιθώριο ταχύτητας | Απόσταση ≥ 20% μεταξύ της ταχύτητας κίνησης και οποιασδήποτε κρίσιμης ταχύτητας | Αποτρέπει την ενίσχυση συντονισμού των κραδασμών που προκαλούνται από TE |
Γρανάζια χρονισμού συμπιεστή κοχλία — Ακρίβεια οπισθοδρόμησης και φάσης
Ένας κοχλιωτός συμπιεστής χωρίς λάδι απαιτεί ακριβή συγχρονισμό των φάσεων του αρσενικού και του θηλυκού ρότορα — εάν οι ρότορες αφεθούν να έρθουν σε επαφή μεταξύ τους (κάτι που συμβαίνει εάν η αντίστροφη κίνηση του γραναζιού χρονισμού είναι πολύ μεγάλη και οι ρότορες διαστέλλονται θερμικά για να μειώσουν το διάκενό τους), το αποτέλεσμα είναι άμεσο κόλλημα του ρότορα και καταστροφή του συμπιεστή. Ο χρονισμός ελικοειδές γρανάζι Συνεπώς, η προδιαγραφή για τους κοχλιοφόρους συμπιεστές χωρίς λάδι έχει ως κύρια παράμετρο την αντίστροφη κίνηση — όχι την ικανότητα φορτίου (τα γρανάζια μεταδίδουν μόνο ελαφριά ροπή) αλλά την κατηγορία DIN 3967 g ή h για τη διατήρηση του διακένου του ρότορα σε όλο το θερμικό εύρος λειτουργίας.
Τα γρανάζια χρονισμού πρέπει επίσης να διατηρούν σταθερή σχέση φάσης κατά τη διάρκεια του θερμικού κύκλου του περιβλήματος του συμπιεστή. Αυτό απαιτεί η διαστολή του περιβλήματος του γραναζιού χρονισμού (η οποία αλλάζει την κεντρική απόσταση και επομένως την αντίστροφη κίνηση) να αντισταθμίζεται στο σχεδιασμό — είτε επιτρέποντας την αύξηση της αντίστροφης κίνησης με τη θερμοκρασία εντός ενός ελεγχόμενου εύρους που διατηρεί ακόμα το διάκενο του ρότορα, είτε χρησιμοποιώντας ρυθμιστές κεντρικής απόστασης με αντιστάθμιση θερμοκρασίας στο περίβλημα του γραναζιού χρονισμού.
Korea Ever-Power — Προμήθεια ελικοειδών γραναζιών αυξητή ταχύτητας συμπιεστή
Η Korea Ever-Power παράγει ανταλλακτικά και νέας σχεδίασης ελικοειδή γρανάζια κοπής για φυγοκεντρικούς αυξητές στροφών συμπιεστών στην κατηγορία DIN 3–5, Ra ≤ 0,2 µm, σε υλικά συμβατά με API 613 (17CrNiMo6 σκληρυμένα ή ενανθράκωμένα), με μέτρηση αναλυτή γραναζιών 100% και τεκμηρίωση πιστοποίησης κραδασμών. Ως άμεση κατασκευαστής ελικοειδών γραναζιών, Η Korea Ever-Power εκτελεί τον υπολογισμό της κρίσιμης ταχύτητας και την εκτίμηση των κραδασμών για τα ανταλλακτικά γρανάζια, επιβεβαιώνοντας τη συμμόρφωση με τα όρια κραδασμών API 613 στην καθορισμένη ταχύτητα λειτουργίας πριν από την παραγωγή. Για τα γρανάζια χρονισμού κοχλιοσυμπιεστών, η Korea Ever-Power παράγει αντίστοιχα ζεύγη με επιβεβαιωμένη κλάση οπισθοδρόμησης και ακρίβεια βήματος, επαληθευμένα στον αναλυτή γραναζιών. Περιηγηθείτε στο σειρά προϊόντων ελικοειδών γραναζιών για εφαρμογές συμπιεστών.
Συχνές ερωτήσεις
Το τυπικό λάδι κιβωτίου ταχυτήτων (ISO VG 220–320 με πρόσθετα EP) έχει σχεδιαστεί για κιβώτια ταχυτήτων μέτριας ταχύτητας όπου η μεμβράνη EHL χρειάζεται την υποστήριξη ιξώδους μιας βάσης υψηλού ιξώδους. Στις ταχύτητες γραμμής βήματος των αυξητήρων ταχύτητας του συμπιεστή (50–200 m/s), η μεμβράνη λαδιού δημιουργείται με υδροδυναμική δράση σε υψηλή ταχύτητα — το πάχος της μεμβράνης EHL h_min κλιμακώνεται περίπου με v^0,68. Η χρήση ISO VG 220 στα 100 m/s παράγει πολύ περισσότερη μεμβράνη από ό,τι χρειάζεται, προκαλώντας υπερβολικές απώλειες ιξώδους και παραγωγή θερμότητας. Το λάδι τουρμπίνας ISO VG 32–68 (χωρίς πρόσθετα EP — τα πρόσθετα EP είναι διαβρωτικά για τα κράματα χαλκού στα ρουλεμάν του συμπιεστή) διατηρεί επαρκή μεμβράνη EHL ελαχιστοποιώντας παράλληλα τις απώλειες αναταράξεως. Η απουσία προσθέτων EP είναι αποδεκτή επειδή σε αυτές τις ταχύτητες το ζεύγος γραναζιών βρίσκεται σταθερά στο πλήρες καθεστώς EHL — δεν εμφανίζεται επαφή τραχύτητας και η προστασία EP δεν είναι απαραίτητη.
Το API 613 προσθέτει αρκετές απαιτήσεις πέραν του ISO 6336: (1) υποχρεωτική δοκιμή αποδοχής κραδασμών σε πλήρη ταχύτητα και φορτίο πριν από την αποστολή, με κραδασμούς στο περίβλημα ρουλεμάν ≤ 25 µm από κορυφή σε κορυφή· (2) ειδική ανάλυση δυναμικής ρότορα, συμπεριλαμβανομένης της κρίσιμης στρεπτικής ταχύτητας, της πλευρικής κρίσιμης ταχύτητας και του περιθωρίου διαχωρισμού από όλες τις ταχύτητες λειτουργίας· (3) απαιτήσεις υλικού που καθορίζουν τα μέγιστα επίπεδα ακαθαρσιών στον χάλυβα γραναζιών πέραν των τυπικών εύρων σύνθεσης EN/ASTM· (4) μηχανική δοκιμή λειτουργίας με μάρτυρα τον αγοραστή ή τον επιθεωρητή του αγοραστή· (5) συγκεκριμένες απαιτήσεις καθαρότητας λιπαντικού λαδιού (τουλάχιστον ISO 16/14/11). Αυτές οι πρόσθετες απαιτήσεις είναι ο λόγος για τον οποίο ένας συμπιεστής συμμορφώνεται με το πρότυπο API 613 ελικοειδές γρανάζι συνήθως κοστίζει 2–4 φορές περισσότερο από έναν τυπικό βιομηχανικό εξοπλισμό ίδιου μεγέθους.
Ναι — υπό την προϋπόθεση ότι ο θόρυβος προέρχεται από προοδευτική κόπωση της επιφάνειας (κοιλώματα ή μικροκοιλώματα) που έχει τραχύνει τις πλευρές των δοντιών πάνω από το αρχικό Ra ≤ 0,2 µm και υπό την προϋπόθεση ότι το εναπομένον βάθος του περιβλήματος μετά την αφαίρεση του υλικού εξακολουθεί να είναι εντός του ελάχιστου καθορισμένου ορίου. Η Korea Ever-Power δέχεται συμπιεστή υψηλής ταχύτητας. ελικοειδή γρανάζια Για την επαναλείανση, μετρά την κατάσταση του υπολειπόμενου υλικού και το βάθος του περιβλήματος και παρέχει μια έκθεση σκοπιμότητας επαναλείασης πριν από τη δέσμευση για την εργασία. Η επαναλείανση σύμφωνα με το πρότυπο DIN Class 4–5 από μια τραχιά επιφάνεια κατά τη λειτουργία είναι εφικτή εάν η συνολική απαιτούμενη αφαίρεση υλικού είναι κάτω από 0,2–0,3 mm — πέρα από αυτό, ένα ανταλλακτικό γρανάζι είναι πιο οικονομικό από την προσπάθεια επαναλείανσης.
Σε έναν συμπιεστή με ενσωματωμένους οδοντωτούς τροχούς, οι πτερωτές είναι τοποθετημένες απευθείας στις προεκτάσεις του άξονα των γραναζιών υψηλής ταχύτητας μέσα στο περίβλημα του κιβωτίου ταχυτήτων — δεν υπάρχουν ξεχωριστά περιβλήματα συμπιεστή συνδεδεμένα με έναν αυξητή ταχύτητας. Κάθε οδοντωτό τροχό μπορεί να κινεί δύο πτερωτές (μία σε κάθε άκρο άξονα) σε διαφορετικές αναλογίες πίεσης, επιτρέποντας συμπίεση πολλαπλών σταδίων σε ένα μηχάνημα. Το πλεονέκτημα: καμία σύνδεση μεταξύ κιβωτίου ταχυτήτων και συμπιεστή, χαμηλότερη περιστρεφόμενη μάζα, πιο συμπαγής εγκατάσταση. Το μειονέκτημα: ο σχεδιασμός του γραναζιού είναι αδιαχώριστος από τον σχεδιασμό του συμπιεστή — το γρανάζι είναι μέρος των ορίων της διεργασίας και πρέπει να αντέχει τα φορτία πίεσης του αερίου διεργασίας εκτός από τα φορτία των γραναζιών. Η Korea Ever-Power παράγει ανταλλακτικά γρανάζια γραναζιών για συμπιεστές με ενσωματωμένους οδοντωτούς τροχούς με τις συγκεκριμένες πιστοποιήσεις υλικών και τους ελέγχους διαστάσεων που απαιτούνται για τον διπλό τους ρόλο.
Αίτημα για αυξητή ταχύτητας συμπιεστή ή χρονόμετρο
Παρέχετε την ταχύτητα του πινιόν (RPM), τη διάμετρο του βήματος, τη μονάδα, τη γωνία έλικας και την κατάσταση των απαιτήσεων API 613. Η Korea Ever-Power παράγει γρανάζια συμπιεστή DIN Κλάσης 3–5 με Ra ≤ 0,2 µm, πλήρη τεκμηρίωση αναλυτή γραναζιών και εκτίμηση κραδασμών API 613 — σε τυπικούς χρόνους παράδοσης ελικοειδών γραναζιών.
Κλάση DIN 3–5 · Ra ≤ 0,2 µm · Συμβατό με API 613 · Εκτίμηση κραδασμών · Συμβατό με λάδι στροβίλου · MOQ 1 τεμάχιο
Επιμέλεια: Cxm
