Svenska ElektronikForumet
https://elektronikforumet.com/forum/

Fixa till bottenkullagret i en nEXT 300 och 240 turbo pump
https://elektronikforumet.com/forum/viewtopic.php?f=3&t=95473
Sida 2 av 2

Författare:  wiklis [ 08.49 2019-07-06 ]
Inläggsrubrik:  Re: Fixa till bottenkullagret i en Edwards nEXT 300 turbo pu

Har funderat på det här intressanta problemet.
Visst är 120 högsta tillåtna drift temp?
Säkerligen beror det på att lagrets smörjmedel inte medger högre temp.
Lösningen är alltså att tvätta ur lagret med nåt som inte lämnar rester.
Värma det i ugn och sen pressa ur det utan att använda mer våld än handkraft.
Inte rotera det utan smörjmedel och sen smörja det när det nått normal temp.

Författare:  Henry [ 10.48 2019-07-06 ]
Inläggsrubrik:  Re: Fixa till bottenkullagret i en Edwards nEXT 300 turbo pu

Trevligt att du gör. :)

Har inte haft tid att testa ditt tips innan än då annat kommit i vägen.

Tyvärr handlar max tempen dock inte om något annat än korgen då definieringen av max tempen är original från fab med fett i sig och fettet är PTFE - PFPE baserat och det håller för över 200 grader utan problem.

Men korgen av glasfiberförstärkt nylon gör det däremot inte då det nog har mjuknat ordentligt vid denna punkt och då denna korg måste hållas 100% formmässigt stabil oavsett vad före som efter och stark så måste man då mer av denna anledning, som jag ser det, inte gå över max temp. Hade lagret kostat 100:- hade jag testat men inte för runt 1000:-.

Oljan i pumpen håller sedan nog absolut inte för några 200, även om det är i grovvakuum, då det med stor sannolikhet inte är PFPE eller liknande då det som används bryts ned av rent syre, vilket det står varningar om för pumpen, lagret är inte speccat för annat än med det fett som är från fab och således är tyvärr den enda begränsade faktorn korgen.

Författare:  Magnus_K [ 11.34 2019-07-06 ]
Inläggsrubrik:  Re: Fixa till bottenkullagret i en Edwards nEXT 300 turbo pu

Kan någon av oss med svarv hjälpa dig? Tex göra en väldigt anpassat utpressningsverktyg du kan sätta i skruvstäd eller så?

Skissa ihop något om det bli aktuellt så kan jag kika om det är något jag kan hjälpa dig med.

Funderade på något klurigt sätt att kyla lagret samtidigt som man värmer hållaren, men det blir bra känsligt...

Författare:  Henry [ 12.28 2019-07-06 ]
Inläggsrubrik:  Re: Fixa till bottenkullagret i en Edwards nEXT 300 turbo pu

Hade kunnat få tag på grejer tror jag och tom bara något billigt 608 lager hade passat insidan som mothåll tex, sedan en lämplig helt plan platta på ovansidan, en press -> klart. Dessa grejer är inte kruxet som så utan det är utpressningen i sig som jag tror kan behöva en del kraft vilket jag inte har grejer till längre och pressningen måste vara absolut helt rak så att säga så inte lagerkassetten utsätt för någon som helst snedbelastning, vilket tex en större manuell press klarat eller en hydraul dito. Har sedan inte heller längre något bra skruvstäd som kunnat klara det, visst går väl att köpa men skall testa lite annat först då det kan vara en onödig summa.

Värmning är riskabelt och skall lagerkassetten värmas måste det ske från insidan och ut då värmen inte transporteras in från utsidan pga fjädersystemet, men då är man väldigt nära lagerkorgen och risk för att denna kan skadas samt att om man skall kyla samtidigt så tar de ut varandra så att säga.

Skall testa lite grejer, men tack om du ev skulle kunna fixat något jag kan slänga ihop om allt går åt fanders, får se hur det slutar om det behövs, tack för erbjudandet. :)

Författare:  Henry [ 03.37 2020-01-12 ]
Inläggsrubrik:  Re: Fixa till bottenkullagret i en Edwards nEXT 300 turbo pu

Ok det var visst en tid sedan sist (började jag med detta i juli? Trodde det var i oktober eller nåt) men nytt jobb och sådant kom lite i vägen men nu börjar det gå framåt igen då det blivit lite "friare" på jobbet efter att chefen dog och sonen tagit över företaget och framförallt att vi ju har en bra och stabil svarv på jobbet så jag nu kan göra egna distanser och delar vid behov. :)

Under tiden som gått har ännu en turbo pump dykt upp för en spottstyver där rotorn var låst och tänkte att man kan ju ta grejer från lagret om inte annat eller bara se hur det ser ut och ta mått. Det är en exakt likadan modell som den andra men aningen mindre pumphastighet och som heter nEXT 240 och dessa har exakt likadana lager. Rotorn och hela pumpen såg för övrigt helt ny ut som om den inte ens blivit använd och som då kanske även denna kan gå att få ihop till fungerande enhet. En "VOID" lapp var även klistrad över oljebehållaren i botten så ingen har varit inne i den, vilket är lite överraskande för man tycker ju att den skulle lagats då dessa kostar en bra slant nya i inköp.

Bilaga:
turbo_pump.jpg


Bilaga:
rotor.jpg



Även en plastpåse med special Viton packning och grejer medföljde och som inte ens var öppnade, har aldrig varit med om att dessa saker följt med. Står 2014 på Viton förpackningen men dessa pumpar tillverkades så vitt jag vet inte ens då så det är standardpackningar som bara läggs med.

Bilaga:
grejer.jpg



I denna pump hade något verkligen inte gått som det skulle med lagret för korgen låg i oljebehållaren och hade på nedvägen haft sådan rotationshastighet att den tom smält lite av uppsugningsmaterialet när den kommit i kontakt med det, säg kanske 5 - 10k rpm då korgen ju snurrar långsammare än axeln. Har dock ingen bild på det då det var svårt att få till en bra bild då det är så glansigt av den uppsugna oljan.


Originallagret satt stenhårt fast i sin hållare men det hade onekligen blivit rätt varmt och tom "blånat" på sina ställen men när jag höll på och pillade lite på det och tryckte lite på det så föll det helt plötsligt ut!

Bilaga:
lager_korg.jpg


Skall se ut så här:

Bilaga:
samman.jpg


Visade sig nu också att lagren trots allt inte är fastpressade eller dylikt (som vissa verkstäder sagt, fast de bara byter ut de så vad vet dom egentligen) utan faktiskt loctite:ade från fabrik och det var en överraskning. Fast jag gissar väl på att de vill vara helt säkra på att det inte under några som helst omständigheter kan röra sig upp eller ned för då kan det bli totalhaveri av rotorn då det är max en halv millimeter som tolerans i rörelse av rotorn upp och ned för är det större mellanrum mellan rotorbladen och statorbladen än max 0.7 mm så kommer den inte att fungera pga mean free path vid lite lägre vakuum.

Bilaga:
loctite.jpg



Det är mycket skit i lagret och det känns som det är fullt av fint krossad sand och det roterar inte jämnt eller tyst överhuvudtaget. Det är svart olja och grejs överallt i det men inget verkade direkt slitet på korgen så jag vettefasen vad som hänt och oljesumpens olja är kristallklar så detta måste hänt typ hänt knall och fall. Men ingen korg och 37000 rpm så kan nog vad som helst hända oavsett.

Angående olja sedan i dessa så har jag luskat reda på att om pumparna inte klarar av att pumpa syrehalter över 20% så är det för att de använder sig av en högren mineralolja som faktiskt går att köpa för inga gigantiska summor, vilket är bra och veta.


Kulorna är av kiselnitrid så de är naturligt svarta. Även om lagret inte går jämnt ett dugg om man roterar det, när det inte fastnar vls, så är med stor sannolikhet ändå kulorna helt opåverkade men inte banorna då kulorna är många, många ggr hårdare än kullagerhöljet.

Bilaga:
inte_bra.jpg


Detta var alltså ett originallager och pumpen såg inte ens ut att vara använd då det inte ens är en repa på den, skall bli väldigt intressant att se drifttimmar på den.


Har för övrigt fått rotorn i den andra pumpen att rotera men tror inte att kullagerhöljet är helt dikt av mot botten av pumpen som jag vill att det skall vara samt att de tändå är för stort avstånd ovanför. Har nu dock mått från det andra förstörda lagret och det är lite märkligt nog inte exakt samma tjocklek som ytterhöljets tjocklek vilket är 10,5 mm, utan är runt 10,4. Booorde inte spela någon större roll.. hoppas jag.

Tänker dock å andra sidan att är det en skillnad så finns den där av en anledning för detta är högprecisons grejer där de inte bara råkar göra något en tiondel mindre eller större hit eller dit, får se vad jag gör.

Ja det är alltså inga standard 608 8x22x7 lager på långa vägar i dessa och en tjocklek på 10.5 mm går inte att få tag på men jag kan få det tillverkat för en okänd summa.. om jag beställer minimum 200 st. :roll:

Finns dock ett ställe i USA som lagerför lite speciallager som tex höghastighets spindellager som jag tyckte borde funka till denna och de hade i princip exakt vad jag var ute efter. Hittade ett som klarade över 100k rpm med olja och har en korg av speciellt framtagen stenhård fenolpapper för höga varvtal (tänk lite lätt porös bakelit, vilket håller) så det blev en till varje pump om jag byter ut det där som är ok på den andra men som sitter fel, får se vad jag gör, för det där måste flyttas uppåt.

Bilaga:
lager_nytt.jpg



Originalpriset för dessa två var hela 1400:- + moms och frakt för 2 special höghastighets vinkelkontakts spindelkullager, det är en del pengar men på ett sätt egentligen väldigt billigt med tanke på vad turbo pumps lager normalt brukar kosta. Men jag hade liksom inget val men drog mig för att köpa de pga priset. Ville egentligen även ha "vanliga" spårkullager och inte vinkelkontakts lager men det hade de inte för varvtalen som behövdes.

Men under thanks giving där borta så fick jag ett mail om att det under 2 dagar var avdrag med hela 30% av priset på vad man än köpte och glad blev jag så det fanns inget annat val än att slå till då de aldrig kommer att bli än billigare. Så nu har jag äntligen även lager till dessa pumpar så det går framåt sakta men säkert. :)

Författare:  bigmac [ 08.40 2020-01-12 ]
Inläggsrubrik:  Re: Fixa till bottenkullagret i en nEXT 300 och 240 turbo pu

En kort fråga: Vad har man en turbopump till förutom att mata sås till V2-raketer?

Författare:  hcb [ 13.34 2020-01-12 ]
Inläggsrubrik:  Re: Fixa till bottenkullagret i en nEXT 300 och 240 turbo pu

Vakuum, och bra sådant.

Författare:  arvidb [ 14.00 2020-01-12 ]
Inläggsrubrik:  Re: Fixa till bottenkullagret i en Edwards nEXT 300 turbo pu

Henry skrev:
Ville egentligen även ha "vanliga" spårkullager och inte vinkelkontakts lager men det hade de inte för varvtalen som behövdes.

Kan du verkligen ersätta spårkullager med vinkelkontaktlager? Vinkelkontaktlagren kan ju bara ta upp axiella krafter i ena riktningen.

Författare:  arvidb [ 14.58 2020-01-12 ]
Inläggsrubrik:  Re: Fixa till bottenkullagret i en nEXT 300 och 240 turbo pu

Här var en spännande "hobbyrenovering" av en turbopump. Kul att se hur de ser ut inuti. :) Den här killen använder modifierade skateboardlager!


Länk

Författare:  Henry [ 16.16 2020-01-12 ]
Inläggsrubrik:  Re: Fixa till bottenkullagret i en nEXT 300 och 240 turbo pu

bigmac: som sagt inom vakuum på ett eller annat sätt om man vill ha kraftigt vakuum. De som finns i raketer är mer rena pumpar som kan pumpa enorma mängder och är i princip uppbyggda som en vanlig turbo (inte turbo pump) men istället för luft så pumpar de alltså vätska.


arvidb: Det går i detta fall då det bara är belastning på ett håll och det är nedåt pga magnetlagret i toppen som trycker hela axeln mot botten, då det är så det magnetlagret fungerar.

Kullagret monteras så att trycket blir på rätt håll i det. Det klarar även av aningens lite kraft uppåt på "fel" håll men inte mycket alls så jag är faktiskt inte helt ok med det. Om det tex blivit ett plötslig inforsande av luft om en ventil gått sönder (osannolikt) så trycks rotorn upp med väldig kraft och då skulle det mycket väl kunna dras ur.

Dock skall det finnas ett säkerhetslager i toppen av turbon som förhindrar för mycket skit men om sådant hänt ovan så hade nog turbon blivit kass oavsett då fläktbladen onekligen hade kommit åt varandra, så man får ha koll.

Om jag skulle komma över ett "vanligt" spårkullager med samma egenskaper som de jag har nu så tar jag absolut och byter ut det, såvida det inte kostar en arm och ett ben vilket de inte för sällan brukar göra. Har dock för mig att de som de hade var "bara" ABEC6 vilket inte är acceptabelt, absoluta minimum är 7 för turbopumpar, varför ta risker det är stora krafter involverade vid fullt arbetsvarvtal. De kunde ta hem ABEC7 men de klarade inte lika högt varvtal som de jag köpte.


Nu är det dock först mer bara för att se så pumparna funkar och dylikt sedan får jag ta beslut om/när jag hittar något för jag kommer att leta efter det. Det finns absolut i huvudet hela tiden att det är vinkellager i de så man får tänka mer än en extra gång.

Rörelser i sidled tar sedan lagret upp utan problem och magnetlagret likaså. Finns även äldre turbopumpar som har två vinkelkontaktlager men eftersom just två så funkar det ju utmärkt då rotorn inte kan röra sig åt något håll alls. Men detta har övergetts så vitt jag vet då det är svårt att smörja topplagret, även om de brukar hålla länge ändå med keramiska hybrid lager.


Den där videon har jag sedan sett förr och avråder starkt ifrån att följa den om någon nu skulle vilja göra det, och har även nämnt det i kommentatorsfältet där för en tid sedan.

Det finns en stor risk att lagret havererar då de där inte alls är gjorda för hastigheterna, har inte rätt precision och framförallt inte har en korg gjort för hastigheterna. Det får inte heller någon kontinuerligt smörjning samt innehåller helt fel fett/olja som inte gjort för att användas i vakuum och kan avdunsta och sedan körs lagret torrt och skär en dag, kan också vara en av orsakerna till att han får så dåligt vakuum. Han gjorde inte heller någon balansering av rotorn efteråt vilket skapar än mer belastning på lagren.

Han säger också att lagret från turbo pumpen är ett standard lager och kan hittas överallt. Så är det förstås inte då de är ofta runt 1 cm tjocka vilket är allt annat än standard, men bredd och dylikt ja men inte innehåll. Finns dock undantag på vissa få äldre pumpar men inte dagens moderna. Har tex två pumpar som använder vinkelkontaktlager av standard storlek i alla ledd och som finns att få tag på. Jag måste då ta loss rotorn för att byta det övre och då jag inte har någon balanseringsenhet för att balansera det hela efteråt så får det vara tills den dagen ev dyker upp vilket är lite störande men, men.

Författare:  arvidb [ 18.12 2020-01-12 ]
Inläggsrubrik:  Re: Fixa till bottenkullagret i en nEXT 300 och 240 turbo pu

Det är säkert inte rätt att göra som han gör, men det verkar funka för honom i alla fall:
glasslinger skrev:
Joe Gancher skrev:
1 month ago (edited)
It's been 6 years. How have the "skate bearings" held up ? Any regrets or problems ? Also, could you please include a screen shot or info for accessory materials, like "Dif oil", wipes etc ? It would sure help us finding that stuff. Thanks.

No problems at all. Keep in mind that this is a lab system, not a production system that is run 24 hours a day. If you are risking $5000 worth of semi wafers you would spend the $250 on the expensive bearings.

Synd att han inte skriver hur många timmar pumpen har gått.

Smörjningen har han ju fixat genom att ta bort tätningsbrickorna och tvätta ur originalfettet ur skatelagret, så att det får samma oljesmörjning som originallagret.

Dina VK-precisionslager är säkert en bättre lösning i vilket fall! Kul att följa projektet!

Författare:  Henry [ 19.08 2020-01-12 ]
Inläggsrubrik:  Re: Fixa till bottenkullagret i en nEXT 300 och 240 turbo pu

Inte bara en bättre lösning, enda lösningen.

Trevligt att det är av intresse. :)

Funkar som så gör det och man hade kunnat satt i ett helt vanligt 10:- lager med men det hade havererat inom minuter om ens det. Men att använda ett lager som ej är till för applikationen är som att köra rakt genom en obevakad korsning varje dag utan att titta efter. Det fungerar kanske under en tid men en dag gör det inte det och det slutar väldigt dåligt. Det finns en anledning till att lagren till turbopumpar är av precisions kvalitet och inte kostar 50:-, har en korg av pressad plåt och stålkulor.

Nej den använder han inte ofta alls så inte många timmar på den, han har en diffusionspump till andra grejer om jag inte minns fel.

Författare:  Henry [ 20.38 2020-01-21 ]
Inläggsrubrik:  Re: Fixa till bottenkullagret i en nEXT 300 och 240 turbo pu

En liten (både figurativt som bildlig) uppdatering.

Bilaga:
distans.jpg

Kunde fixa till denna distans med jobbets svarv och är rätt nöjd, av rostfritt syrafast så den skall vara hård var planen. Brotschad till 8.003 mm, perfekt rund och således inga vibrationer vid 37000 rpm och inom max en 100-del runt tjockleken så den inte ligger lite snett eller så. Ytan på flänsen blev visst inte helt perfekt men det syns i princip inte med blotta ögat, den ytan skall dock inte användas till något så inte hela världen.

Distansen är till för att få en sammanlagd tjocklek (inkl. ett 7 mm tjockt kullager) på ca 10,x mm. Distansen är 3.07 mm tjock och 11,8 mm bred (bara råkade bli det måttet) men hade velat ha den runt 0,1 - 0,2 mm men missade mäta fast det kan ev gå ändå. Om inte så får jag pröva mig fram lite då jag ej vet exakt rätt mått mer än att det är inom ett spann på några tiondelar.

Sida 2 av 2 Alla tidsangivelser är UTC + 1 timme
Powered by phpBB © 2000, 2002, 2005, 2007 phpBB Group
http://www.phpbb.com/