Rotující hřídel (nebo rotor) generuje vibrace, které se přenášejí narozdělené pouzdročerpadlem a poté do okolního zařízení, potrubí a zařízení. Amplituda vibrací se obecně mění s rychlostí otáčení rotoru/hřídele. Při kritické rychlosti se amplituda vibrací zvětší a hřídel vibruje v rezonanci. Nevyváženost a nesouosost jsou důležitými příčinami vibrací čerpadla. Existují však další zdroje a formy vibrací spojené s čerpadly.

Vibrace, zejména v důsledku nevyváženosti a nesouososti, jsou stálým středem zájmu o provoz, výkon, spolehlivost a bezpečnost mnoha čerpadel. Klíčem je systematický přístup k vibracím, vyvažování, vyrovnávání a monitorování (monitorování vibrací). Většina výzkumů narozdělené pouzdroSledování vibrací, vyvážení, vyrovnání a vibrací čerpadla je teoretické.

Zvláštní pozornost by měla být věnována praktickým aspektům žádosti o zaměstnání a také zjednodušeným metodám a pravidlům (pro operátory, inženýry zařízení a specialisty). Tento článek pojednává o vibracích v čerpadlech a o složitosti a jemnosti problémů, se kterými se můžete setkat.

Vibrace v PUMP

Rozdělené pouzdro strJejdajsou široce používány v moderních továrnách a zařízeních. V průběhu let se objevil trend k rychlejším, výkonnějším čerpadlům s lepším výkonem a nižší úrovní vibrací. K dosažení těchto náročných cílů je však nutné čerpadla lépe specifikovat, provozovat a udržovat. To se promítá do lepšího návrhu, modelování, simulace, analýzy, výroby a údržby.

Nadměrné vibrace mohou být rozvíjejícím se problémem nebo známkou blížícího se selhání. Vibrace a související otřesy/hluk jsou považovány za zdroj provozních potíží, problémů se spolehlivostí, poruch, nepohodlí a bezpečnostních problémů.

Vibrující Pumění

Základní charakteristiky vibrací rotoru jsou obvykle diskutovány na základě tradičních a zjednodušených vzorců. Tímto způsobem lze teoreticky rozdělit vibrace rotoru na dvě části: volné vibrace a vynucené vibrace.

Vibrace má dvě hlavní složky, pozitivní a negativní. V dopředné složce se rotor otáčí po spirálové dráze kolem osy ložiska ve směru otáčení hřídele. Naopak při negativních vibracích se střed rotoru spirálovitě otáčí kolem osy ložiska v opačném směru, než je rotace hřídele. Pokud je čerpadlo dobře postaveno a provozováno, volné vibrace obvykle rychle ustupují, takže vynucené vibrace jsou hlavním problémem.

V analýze vibrací, monitorování vibrací a jejich pochopení existují různé výzvy a potíže. Obecně platí, že jak se frekvence vibrací zvyšuje, je stále obtížnější vypočítat/analyzovat korelaci mezi vibracemi a experimentálními/skutečnými naměřenými hodnotami kvůli složitým tvarům režimu.

Aktuální pumpa a rezonance

Pro mnoho druhů čerpadel, jako jsou čerpadla s možností proměnných otáček, je nepraktické navrhovat a vyrábět čerpadlo s rozumnou rezervou v rezonanci mezi všemi možnými periodickými poruchami (buzeními) a všemi možnými přirozenými způsoby vibrací..

Rezonanční podmínky jsou často nevyhnutelné, jako jsou motorové pohony s proměnnou rychlostí (VSD) nebo parní turbíny s proměnnou rychlostí, plynové turbíny a motory. V praxi by měl být čerpací agregát odpovídajícím způsobem dimenzován s ohledem na rezonanci. Některé rezonanční situace nejsou ve skutečnosti nebezpečné, například kvůli vysokému tlumení v režimech.

Pro ostatní případy by měly být vyvinuty vhodné zmírňující metody. Jedním ze způsobů zmírnění je snížení budícího zatížení působícího na vibrační režimy. Například budicí síly v důsledku nevyváženosti a kolísání hmotnosti součástí mohou být minimalizovány správným vyvážením. Tyto budicí síly lze typicky snížit o 70 % až 80 % z původní/normální úrovně.

Pro skutečné buzení v čerpadle (skutečnou rezonanci) by měl směr buzení odpovídat tvaru přirozeného módu, aby mohl být přirozený mód vybuzen touto excitační zátěží (nebo akcí). Ve většině případů, pokud směr buzení neodpovídá tvaru přirozeného módu, existuje možnost koexistence s rezonancí. Například ohybové buzení obecně nelze vybudit při vlastní frekvenci torze. Ve vzácných případech mohou existovat spřažené torzní příčné rezonance. Pravděpodobnost takových výjimečných nebo vzácných okolností by měla být náležitě posouzena.

Nejhorší případ pro rezonanci je shoda tvarů přirozeného a vybuzeného vidu na stejné frekvenci. Za určitých podmínek je určitá poddajnost dostatečná k tomu, aby buzení excitovalo tvar režimu.

Kromě toho mohou existovat složité vazebné situace, kdy specifická excitace vybudí nepravděpodobné režimy prostřednictvím spojených vibračních mechanismů. Porovnáním režimů buzení a tvarů přirozeného režimu lze vytvořit dojem, zda je buzení určité frekvence nebo harmonického řádu pro čerpadlo rizikové/nebezpečné. Praktické zkušenosti, přesné testování a provádění referenčních kontrol jsou způsoby, jak posoudit riziko v případech teoretické rezonance.

Nesoulad

Nesouosost je hlavním zdrojemrozdělené pouzdrovibrace čerpadla. Omezená přesnost vyrovnání hřídelů a spojek je často klíčovou výzvou. Často dochází k malým přesazením osy rotoru (radiální přesazení) a spojům s úhlovými přesazeními, například kvůli nekolmým protilehlým přírubám. Takže tam budou vždy nějaké vibrace kvůli nesouososti.

Když jsou poloviny spojky k sobě násilně sešroubovány, otáčení hřídele vytváří dvojici rotačních sil v důsledku radiálního přesazení a dvojici rotačních ohybových momentů v důsledku nesouososti. V případě nesouososti se tato rotační síla objeví dvakrát na otáčku hřídele/rotoru a charakteristická rychlost buzení vibrací je dvojnásobkem rychlosti hřídele.

U mnoha čerpadel interferuje rozsah provozních otáček a/nebo jeho harmonické s kritickými otáčkami (vlastní frekvence). Cílem je proto vyhnout se nebezpečným rezonancím, problémům a poruchám. Přidružené hodnocení rizik je založeno na vhodných simulacích a provozních zkušenostech.