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    TECHNICAL AND SERVICE

    技术与服务

    转子结构与强度测试服务

  • 随着旋转机械向高速与超高速方向发展与应用，对于高速转子在离心力下的强度和安全性问题越来越受到重视。对转子进行超过工作转速的旋转、旋转破坏性试验与循环疲劳试验已经成为考核其强度和安全的重要手段。

    我公司自主设计的HLSTS系列高速立式转子试验器可以驱动转子高速旋转，并吸收转子超速时的振动能量和飞裂破坏时的巨大冲击能量。目前主要承接以下方面的转子测试服务：

    1）成品转子的检验性超速试验（含高温超速试验）

    将转子加速到最高工作转速以上，并保持一段时间的试验统称为超速试验。通常超速试验为最高工作转速110%~120%。根据试验任务和试验目的的不同，超速试验主要包括：质量控制和工作转速验证试验；残余内应力的消除；同时，在转子运行过程中，试验器可以将试验件环境温度加热到室温~800℃范围。

     

    2）转子破坏性试验（含高温破裂试验）

    考核转子在高速旋转状态的可靠性和极限强度。破坏性试验将转子高速旋转，并模拟旋转零部件的实际工作环境，不断提高转速直到破坏。破坏试验可以提供很多方面的数据，例如检验设计上的缺陷、发现试验件的薄弱环节，购材料选择依据、减少制造成本、强度失效分析、极限评估和安全余量的确认。同时，在转子运行过程中，试验器可以将试验件环境温度加热到室温~800℃范围。

     

    3）转子预应力处理，提高材料的塑性极限

    机械产品的高速旋转零部件在工作状态下将产生变形或者尺寸变化，从而改变原有状态和尺寸配合使机械产品的运转性能和可靠性下降。为了解决此问题，对旋转件进行预应力处理，以此来强化转子材料、应力均匀、钝化裂纹，从而减少转子废品率，提高转子寿命。

     

    4）低周疲劳试验

    评估转子系统的实际使用寿命。零部件上的应力水平较高，破坏循环次数一般低于104~105之间的疲劳，如航空发动机叶轮盘、燃气轮机轮盘等的疲劳。实践表明，疲劳寿命分散性越大，因此需要进行实际定量分析转子的寿命，这就需要对转子的疲劳寿命进行测试。

     

    主要应用在航空、汽车、透平机械、医疗、高速电机等领域。

    应用设备领域主要包括

    • 高速电机 • 高速离心泵 • 空分设备中的透平膨胀机 • 船舶柴油发动机中的涡轮增压器
    • 高速离心透平压气机 • 航空发动机 • 高速离心风机 • 高速转子蓄能电池
    • 核工业气体高速离心分离机 • 医用高速离心分离机 • 汽车发动机等旋转机械  

    以上设备的压气轮、膨胀轮、涡轮、轮盘、叶轮、离心转头等，大部分转子的工作转速都很高（通常20000rpm~50000rpm），如此高速情况下，必须保证转子系统的稳定性和安全性。超转、破裂与疲劳测试测试成为产品研究、开发、生产与故障诊断的一个不可或缺的环节。

     

     

    图1 某高速电机转子装配状态与破裂状态实物图（破裂转速28500rpm）

     

    图2 安装上加热系统和转子的实物图片

     

    某新能源电机转子超速破裂试验案例与测试报告

    图3 某高速电机转子测试案例报告（破裂转速36860rpm）

    我公司可以为用户进行转子试验工装设计与计算分析、工装加工、装配、动平衡、转子试验测试，并提供测试报告。为用户产品开发与测试提供快速的响应与服务，试验台爆破后的恢复时间1天以内（工装准备齐全情况下）。

     

    HLSTS100系列高速立式转子试验器参数介绍

    • 额定功率：100kW

    • 转速范围：0~60000rpm

    • 转速控制精度：±0.05%

    • 试验件最大直径：1000mm

    • 试验舱内真空度：绝对压力小于100Pa

    • 试验温度控制范围:(200~800)℃

    • 试验温度控制精度： ±2.5%F.S