L'eix giratori (o rotor) genera vibracions que es transmeten alcas dividitbomba i després als equips, canonades i instal·lacions circumdants. L'amplitud de la vibració generalment varia amb la velocitat de rotació del rotor/eix. A la velocitat crítica, l'amplitud de vibració es fa més gran i l'eix vibra en ressonància. El desequilibri i la desalineació són causes importants de la vibració de la bomba. Tanmateix, hi ha altres fonts i formes de vibració associades a les bombes.

La vibració, especialment a causa del desequilibri i la desalineació, ha estat un focus constant de preocupació pel funcionament, el rendiment, la fiabilitat i la seguretat de moltes bombes. La clau és un enfocament sistemàtic de la vibració, l'equilibri, l'alineació i el seguiment (monitoratge de vibracions). La majoria de les investigacionscas dividitEl seguiment de la vibració, l'equilibri, l'alineació i la vibració de la bomba és teòric.

S'ha de prestar especial atenció als aspectes pràctics de la sol·licitud de feina, així com als mètodes i regles simplificats (per a operadors, enginyers de plantes i especialistes). Aquest article tracta sobre la vibració a les bombes i les complexitats i subtileses dels problemes que podeu trobar.

Vibracions en el PUMP

Cas dividit pàgumpss'utilitzen àmpliament a les fàbriques i instal·lacions modernes. Al llarg dels anys, hi ha hagut una tendència cap a bombes més ràpides, més potents, amb un millor rendiment i nivells de vibració més baixos. Tanmateix, per assolir aquests desafiaments objectius, cal especificar, operar i mantenir millor les bombes. Això es tradueix en un millor disseny, modelatge, simulació, anàlisi, fabricació i manteniment.

Una vibració excessiva pot ser un problema en desenvolupament o un signe de fallada imminent. La vibració i els xocs/sorolls associats es consideren una font de dificultats operatives, problemes de fiabilitat, avaries, molèsties i problemes de seguretat.

Vibrant Parts

Les característiques bàsiques de la vibració del rotor es discuteixen normalment a partir de fórmules tradicionals i simplificades. D'aquesta manera, la vibració del rotor es pot dividir en teoria en dues parts: vibració lliure i vibració forçada.

La vibració té dos components principals, positius i negatius. En un component cap endavant, el rotor gira al llarg d'un recorregut helicoïdal al voltant de l'eix del coixinet en la direcció de rotació de l'eix. Per contra, en vibració negativa, el centre del rotor gira en espiral al voltant de l'eix del coixinet en la direcció oposada a la rotació de l'eix. Si la bomba està construïda i funciona bé, les vibracions lliures solen decaure ràpidament, fent que les vibracions forçades siguin un problema important.

Hi ha diferents reptes i dificultats en l'anàlisi de vibracions, el monitoratge de vibracions i la seva comprensió. En general, a mesura que augmenta la freqüència de vibració, cada cop és més difícil calcular/analitzar la correlació entre la vibració i les lectures experimentals/reals a causa de les formes complexes del mode.

Bomba real i ressonància

Per a molts tipus de bombes, com les amb capacitat de velocitat variable, no és pràctic dissenyar i fabricar una bomba amb un marge de ressonància raonable entre totes les possibles pertorbacions periòdiques (excitacions) i tots els possibles modes naturals de vibració..

Les condicions de ressonància sovint són inevitables, com ara els motors de velocitat variable (VSD) o les turbines de vapor de velocitat variable, les turbines de gas i els motors. A la pràctica, el conjunt de bombes s'ha de dimensionar en conseqüència per tenir en compte la ressonància. Algunes situacions de ressonància no són realment perilloses a causa, per exemple, de l'elevat amortiment implicat en els modes.

Per a altres casos, s'han de desenvolupar mètodes de mitigació adequats. Un mètode de mitigació és reduir les càrregues d'excitació que actuen sobre els modes de vibració. Per exemple, les forces d'excitació degudes al desequilibri i les variacions de pes dels components es poden minimitzar mitjançant un equilibri adequat. Aquestes forces d'excitació normalment es poden reduir entre un 70% i un 80% respecte als nivells originals/normals.

Per a una excitació real en una bomba (ressonància real), la direcció de l'excitació hauria de coincidir amb la forma del mode natural de manera que el mode natural es pugui excitar per aquesta càrrega (o acció) d'excitació. En la majoria dels casos, si la direcció d'excitació no coincideix amb la forma del mode natural, hi ha una possibilitat de coexistència amb la ressonància. Per exemple, les excitacions de flexió generalment no es poden excitar a la freqüència natural de torsió. En casos rars, poden existir ressonàncies transversals torsionals acoblades. La probabilitat d'aquestes circumstàncies excepcionals o rares s'ha d'avaluar adequadament.

El pitjor cas de ressonància és la coincidència de les formes del mode natural i excitat a la mateixa freqüència. En determinades condicions, una mica de compliment és suficient perquè l'excitació exciti la forma del mode.

A més, poden existir situacions d'acoblament complexes on una excitació específica excitarà modes poc probables mitjançant mecanismes vibracionals acoblats. En comparar els modes d'excitació i les formes del mode natural, es pot formar una impressió si l'excitació d'una freqüència o ordre harmònic particular és arriscada/perillosa per a la bomba. L'experiència pràctica, les proves precises i la realització de comprovacions de referència són maneres d'avaluar el risc en casos de ressonància teòrica.

Desalineament

La desalineació és una font importantcas dividitvibració de la bomba. La precisió d'alineació limitada dels eixos i els acoblaments és sovint un repte clau. Sovint hi ha petits desplaçaments de la línia central del rotor (offset radial) i connexions amb desplaçaments angulars, per exemple a causa de brides d'acoblament no perpendiculars. Així que sempre hi haurà una mica de vibració a causa de la desalineació.

Quan les meitats de l'acoblament s'uneixen a la força, la rotació de l'eix produeix un parell de forces de rotació a causa del desplaçament radial i un parell de moments de flexió de rotació a causa de la desalineació. Per a la desalineació, aquesta força de rotació es produirà dues vegades per revolució de l'eix/rotor i la velocitat d'excitació de vibració característica és el doble de la velocitat de l'eix.

Per a moltes bombes, el rang de velocitat de funcionament i/o els seus harmònics interfereixen amb la velocitat crítica (freqüència natural). Per tant, l'objectiu és evitar ressonàncies perilloses, problemes i disfuncions. L'avaluació del risc associada es basa en simulacions i experiència operativa adequades.