РАЗДЕЛ 2
нормированиЕ вибрации вращающихся деталей проточной части шахтных насосов
2.1. Факторы, обусловливающие возникновение вибрации в шахтных насосах
КСЦН, применяемые в горно-добывающей и угольной отрасли, типа НСШ, см. табл.
1.2, – параметрического ряда, спроектированные в НИИГМ имени М.М.Федорова,
являются гидравлически совершенными машинами. Это объясняется высоким уровнем
отечественной гидродинамики, расчетов на прочность, большим опытом
проектирования данного вида насосов.
Однако рабочие, вибрационные, шумовые, габаритные характеристики, масса, ресурс
и КПД этих машин не достигают показателей лучших зарубежных фирм. Во многом это
объясняется технологическими подходами к производству и сборке КСЦН, а также
применяемыми материалами при постройке этих машин.
Существенное влияние на интенсивность вибрации, общую вибронагруженность и КПД
шахтных КСЦН оказывают как технология изготовления рабочих колес [64, 66, 67],
валов, разгрузочных устройств [63] и их технологические погрешности, так и
собственно сборка самих насосов [202, 203]. Достигнутое за последнее
десятилетие значительное снижение виброактивности динамических машин получено
главным образом за счет улучшения технологии их изготовления – повышения
точности обработки, применения малошумных подшипников, балансировки роторов в
сборе [8]. Однако возможности совершенствования технологии изготовления и
сборки насосов еще не исчерпаны и должны использоваться для дальнейшего
снижения их виброактивности, увеличения КПД, долговечности и ресурса.
Одним из важнейших вопросов производства КСЦН, связанным со снижением
виброактивности, является назначение допустимого уровня остаточной
неуравновешенности вращающихся деталей и методов снижения неуравновешенных масс
ротора. Уровень остаточного дисбаланса ротора и его деталей обычно задается на
чертежах и в технологических картах в виде остаточного эксцентриситета в мкм,
либо в виде произведения массы ротора на этот эксцентриситет, который
выражается в г·мм. Технология создания высокоточных деталей проточной части
КСЦН должна быть решена с учетом многих факторов, в том числе: оценки способов
воздействия и восприятия формообразования материала, из которого
изготавливаются детали КСЦН; оценки геометрии деталей и фактического
соответствия их теоретическому прототипу; для рабочих колес – профиля лопатки и
меридианного сечения, взаимного отклонения формообразующих поверхностей и
отклонения их от технологической базы. Каждый из указанных факторов должен быть
рассмотрен с учетом влияния на производство насосов в целом, определены
оптимальные границы его изменения и влияния на точностные и рабочие параметры
агрегатов с КСЦН.
В данной работе основу анализа положен вероятностно-статистический метод
сравнения начальной и остаточной динамической неуравновешенности с нормируемыми
по ГОСТ 22061 «Система классов точности балансировки» для дискообразных роторов
при варьировании измеренными технологическими несовершенствами формообразующих
поверхностей колес [220].
С целью определения точности и уровня производства КСЦН, влияния разброса
геометрических параметров и технологических несовершенств деталей ротора на
виброактивность агрегатов был проведен анализ и исследованы колеса различных
типов и исполнения с варьированием материалов, баз, методов и видов применяемой
оснастки. Для эксперимента выбирались образцы рабочих колес заводов
«Донецкгормаш» (г.Донецк), «Южгидромаш» (г.Бердянск), «Молот» (г.Севастополь),
им. М.В. Фрунзе (г.Сумы), им. С.М. Кирова (г.Горловка), НПП «Энергия»
(г.Дружковка). В качестве испытательного оборудования были приняты
балансировочные стенды конструкции отдела технологии, конструирования и
эксплуатации шахтного насосного оборудования НИИГМ имени М.М. Федорова СДБ -4 и
СДБ-4А со сменными опорными узлами и трансмиссиями конструкции.
При балансировке и определении начальной и остаточной неуравновешенности с
прогнозированием точности технологического процесса, организации предсборочной
подготовки и сборки, контроля, корректировки и расчета в каждом конкретном
случае подвергались измерению и анализу 25 параметров рабочего колеса.
Анализ и расчет геометрических и кинематических параметров, начальных и
остаточных дисбалансов сводятся в таблицы, паспортизируются и используются для
дальнейшей обработки и распределения их по управляющему фактору при сборке
[202, 203].
Ниже приводятся разработанная теория минимизация виброхарактеристик КСЦН
посредством нормирования геометрических, кинематических, точностных параметров,
а также дисбалансов посредством установления границ варьирования
неуравновешенных масс вращающихся деталей проточной части шахтных КСЦН [204].
2.2. нормирование точности балансировки рабочих колес КСЦН
Многолетняя дискуссия ведущих школ и производителей КСЦН о методах снижения их
вибронагруженности, вызываемой несовершенствами изготовления и сборки,
базируется на двух основных направлениях.
Первое направление – для шахтных КСЦН требуется балансировка ротора в сборе с
колёсами и деталями проточной части: рубашкой вала, дистанционной втулкой,
диском разгрузки с разгрузочным кольцом и гайкой ротора. Балансировка ротора в
сборе производится в собственных подшипниках или их имитаторах с насаженной на
вал ведомой полумуфтой. Уравновешивание производится удалением дисбалансной
массы с торцевой плоскости ведомой полумуфты с коррекцией по коренному диску
концевого колеса.
Второе направление – машины динамические, не имеющие продольного разъёма в
обязательном порядке должны балансироваться подетально перед окончательной
сборкой [67, 70].
Рассмо
- Київ+380960830922