Pemesinan Rotor

Pemesinan Rotor

Rotor adalah benda berputar yang ditopang oleh bantalan dan berfungsi sebagai komponen berputar inti dalam mesin pembangkit tenaga dan mesin operasional. Benda tanpa poros putar sendiri juga dapat dianggap sebagai rotor setelah dihubungkan secara kaku atau dipasangi poros tambahan. Pada peralatan tugas berat seperti turbogenerator, turbin gas, dan turbokompresor, rotor, sebagai komponen berputar kecepatan tinggi inti, mengemban tanggung jawab penting dalam konversi energi dan transmisi daya. Kualitas pengerjaannya secara langsung menentukan stabilitas operasional peralatan, efisiensi keluaran daya, dan masa pakainya. Tempa rotor tugas berat sebagian besar diproduksi menggunakan baja paduan berkekuatan tinggi melalui penempaan integral, sehingga cocok untuk kondisi operasi yang keras yang melibatkan suhu tinggi, tekanan tinggi, dan kecepatan tinggi. Rotor merupakan komponen inti fundamental yang memastikan pengoperasian peralatan tugas berat yang andal dalam jangka panjang.

Pemilihan material dan penempaan blanko merupakan prasyarat utama untuk pengerjaan tempa rotor tugas berat, yang membutuhkan keseimbangan antara kekuatan tinggi, ketangguhan tinggi, dan ketahanan terhadap kelelahan. Material umum untuk tempa rotor turbogenerator meliputi baja paduan berkekuatan tinggi seperti 30CrNiMoV dan 26Cr2Ni4MoV. Setelah penempaan dan perlakuan panas, material ini menunjukkan sifat mekanik komprehensif yang sangat baik, memungkinkan mereka untuk menahan gaya sentrifugal dan dampak getaran yang sangat besar selama rotasi kecepatan tinggi. Blanko disiapkan menggunakan proses penempaan cetakan integral, di mana ingot ditempa panas menggunakan mesin pres hidrolik. Proses ini memecah struktur logam hasil pengecoran, memperhalus ukuran butir, meningkatkan kepadatan tempa dan keseragaman struktural, dan sekaligus menghilangkan cacat internal seperti porositas dan rongga penyusutan, meletakkan dasar struktural yang kokoh untuk pengerjaan selanjutnya dan pengoperasian peralatan jangka panjang.

Proses pemesinan untuk tempaan rotor tugas berat sangat kompleks dan membutuhkan presisi yang sangat tinggi, umumnya mengikuti urutan standar yaitu: pra-perlakuan blanko - pemesinan kasar - semi-finishing - perlakuan panas - finishing - pengujian non-destruktif. Pada tahap pra-perlakuan blanko, tempaan menjalani normalisasi untuk mengurangi tegangan tempa, menghomogenkan struktur mikro, dan mengurangi risiko deformasi selama pemesinan selanjutnya. Pemesinan kasar berfokus pada penghilangan material berlebih yang signifikan dan pembentukan awal, menggunakan mesin bubut CNC besar dan mesin bor dan penggilingan tipe lantai untuk membuat profil dasar rotor, termasuk bagian-bagian penting seperti jurnal, flensa, dan alur bilah, sambil menyisakan toleransi pemesinan yang sesuai untuk memperhitungkan deformasi selama perlakuan panas selanjutnya.

Perlakuan panas merupakan proses penting untuk meningkatkan kinerja tempa rotor tugas berat, yang membutuhkan proses komposit multi-tahap yang disesuaikan dengan material dan kondisi operasi. Tempa rotor turbogenerator biasanya menjalani pendinginan dan temper. Proses kombinasi ini memberikan keseimbangan kekuatan dan ketangguhan yang baik pada tempa, memenuhi persyaratan menahan beban di bawah putaran kecepatan tinggi. Untuk area kritis rotor, perlakuan permukaan seperti karburisasi atau nitridasi juga diperlukan untuk meningkatkan kekerasan permukaan dan ketahanan aus sambil mempertahankan ketangguhan inti, menahan keausan dan kerusakan akibat kelelahan. Setelah perlakuan panas, perlakuan penuaan diperlukan untuk lebih mengurangi tegangan internal, memastikan stabilitas dimensi rotor dan mencegah deformasi selama pemesinan atau operasi selanjutnya.

Penyelesaian akhir merupakan tahap inti untuk menjamin akurasi tempaan rotor tugas berat, yang mengandalkan peralatan CNC presisi tinggi dan teknologi pengukuran yang tepat. Mesin gerinda silinder CNC besar dan mesin gerinda poros engkol digunakan untuk menggerinda area-area penting seperti jurnal rotor dan permukaan sambungan, mengontrol toleransi dimensi dalam ±0,005 mm sambil memastikan secara ketat toleransi geometris seperti koaksialitas dan kebulatan memenuhi standar untuk menghindari getaran eksentrik selama rotasi kecepatan tinggi. Untuk struktur yang kompleks seperti alur bilah rotor dan alur pasak, pusat permesinan lima sumbu digunakan untuk penggilingan presisi, memastikan akurasi dimensi dan presisi perakitan untuk memenuhi persyaratan pemasangan bilah dan komponen penghubung.

Pengujian non-destruktif dan kontrol kualitas merupakan bagian integral dari seluruh proses pemesinan, berfungsi sebagai jaminan utama untuk inspeksi akhir yang memenuhi syarat pada tempaan rotor tugas berat. Metode seperti pengujian ultrasonik, pengujian partikel magnetik, dan pengujian penetran digunakan selama pemesinan untuk memeriksa secara komprehensif adanya retakan internal, inklusi, cacat mikrostruktural, dan kerusakan permukaan pada tempaan. Peralatan presisi seperti mesin pengukur koordinat (CMM) dan penguji kebulatan digunakan untuk inspeksi komprehensif dimensi pemesinan dan toleransi geometris, memastikan kepatuhan terhadap standar desain. Lebih lanjut, untuk produk kelas atas seperti rotor turbogenerator, pengujian penyeimbangan dinamis sangat penting. Pengujian ini menghilangkan massa eksentrik dengan menyesuaikan penyeimbang, mencegah kegagalan mekanis yang disebabkan oleh resonansi selama operasi kecepatan tinggi dan memastikan keselamatan operasional peralatan. Seiring dengan evolusi peralatan tugas berat menuju ukuran yang lebih besar dan efisiensi yang lebih tinggi, pemesinan tempaan rotor ditingkatkan menuju presisi yang lebih tinggi, kecerdasan, dan manufaktur ramah lingkungan, menyediakan komponen inti yang lebih andal untuk sektor energi, tenaga, dan sektor lainnya.