De roterende as (of rotor) genereert trillingen die worden doorgegeven aan degespleten gevalpomp en vervolgens naar omliggende apparatuur, leidingen en faciliteiten. De trillingsamplitude varieert in het algemeen met de rotatiesnelheid van de rotor/as. Bij de kritische snelheid wordt de trillingsamplitude groter en trilt de as in resonantie. Onbalans en verkeerde uitlijning zijn belangrijke oorzaken van pomptrillingen. Er zijn echter ook andere bronnen en vormen van trillingen die verband houden met pompen.

Trillingen, vooral als gevolg van onbalans en verkeerde uitlijning, zijn een voortdurend aandachtspunt voor de werking, prestaties, betrouwbaarheid en veiligheid van veel pompen. De sleutel is een systematische aanpak van trillingen, balanceren, uitlijnen en monitoren (trillingsmonitoring). Het meeste onderzoek naargespleten gevalHet monitoren van pomptrillingen, balans, uitlijning en trillingscondities is theoretisch.

Er moet bijzondere aandacht worden besteed aan de praktische aspecten van sollicitatieprocedures en aan vereenvoudigde methoden en regels (voor operators, fabrieksingenieurs en specialisten). Dit artikel bespreekt trillingen in pompen en de fijne kneepjes en subtiliteiten van de problemen die u kunt tegenkomen.

Vibraties in de Pump

Gesplitste doos poepsworden veel gebruikt in moderne fabrieken en faciliteiten. Door de jaren heen is er een trend geweest naar snellere, krachtigere pompen met betere prestaties en lagere trillingsniveaus. Om deze uitdagende doelen te bereiken is het echter noodzakelijk om pompen beter te specificeren, bedienen en onderhouden. Dit vertaalt zich in beter ontwerp, modellering, simulatie, analyse, productie en onderhoud.

Overmatige trillingen kunnen een zich ontwikkelend probleem zijn of een teken van een naderend defect. Trillingen en de daarmee gepaard gaande schokken/geluiden worden gezien als een bron van operationele problemen, betrouwbaarheidsproblemen, storingen, ongemak en veiligheidsproblemen.

Vibreren Pkunst

De basiskenmerken van rotortrillingen worden meestal besproken op basis van traditionele en vereenvoudigde formules. Op deze manier kan de trilling van de rotor in theorie in twee delen worden verdeeld: vrije trilling en gedwongen trilling.

Trillingen hebben twee hoofdcomponenten: positief en negatief. In een voorwaartse component roteert de rotor langs een spiraalvormig pad rond de lageras in de richting van de asrotatie. Omgekeerd draait het rotorcentrum bij negatieve trillingen rond de lageras in de tegenovergestelde richting van de asrotatie. Als de pomp goed gebouwd en bediend wordt, verdwijnen de vrije trillingen doorgaans snel, waardoor geforceerde trillingen een groot probleem vormen.

Er zijn verschillende uitdagingen en moeilijkheden bij trillingsanalyse, trillingsmonitoring en het begrip ervan. Naarmate de trillingsfrequentie toeneemt, wordt het in het algemeen steeds moeilijker om de correlatie tussen de trilling en de experimentele/werkelijke metingen te berekenen/analyseren vanwege de complexe modusvormen.

Werkelijke pomp en resonantie

Voor veel soorten pompen, zoals pompen met variabele snelheid, is het onpraktisch om een ​​pomp te ontwerpen en te vervaardigen met een redelijke marge in resonantie tussen alle mogelijke periodieke verstoringen (excitaties) en alle mogelijke natuurlijke trillingsvormen..

Resonante omstandigheden zijn vaak onvermijdelijk, zoals motoraandrijvingen met variabele snelheid (VSD) of stoomturbines, gasturbines en motoren met variabele snelheid. In de praktijk moet het pompaggregaat overeenkomstig worden gedimensioneerd, rekening houdend met resonantie. Sommige resonantiesituaties zijn eigenlijk niet gevaarlijk vanwege bijvoorbeeld de hoge demping die bij de modi betrokken is.

Voor andere gevallen moeten passende mitigatiemethoden worden ontwikkeld. Eén methode om dit te beperken is het verminderen van de excitatiebelastingen die op de trillingsmodi inwerken. Excitatiekrachten als gevolg van onbalans en variaties in het gewicht van componenten kunnen bijvoorbeeld worden geminimaliseerd door een goede balans. Deze excitatiekrachten kunnen doorgaans met 70% tot 80% worden verminderd ten opzichte van de oorspronkelijke/normale niveaus.

Voor een echte excitatie in een pomp (echte resonantie) moet de richting van de excitatie overeenkomen met de vorm van de natuurlijke modus, zodat de natuurlijke modus kan worden opgewonden door deze excitatiebelasting (of actie). Als de excitatierichting niet overeenkomt met de vorm van de natuurlijke modus, bestaat er in de meeste gevallen een mogelijkheid van co-existentie met resonantie. Buigexcitaties kunnen bijvoorbeeld in het algemeen niet worden opgewekt met de natuurlijke torsiefrequentie. In zeldzame gevallen kunnen gekoppelde torsieresonanties voorkomen. De waarschijnlijkheid van dergelijke uitzonderlijke of zeldzame omstandigheden moet op passende wijze worden beoordeeld.

Het ergste geval voor resonantie is het samenvallen van de natuurlijke en opgewonden modusvormen op dezelfde frequentie. Onder bepaalde omstandigheden is enige compliantie voldoende om de excitatie de modusvorm te laten opwekken.

Bovendien kunnen er complexe koppelingssituaties bestaan ​​waarbij een specifieke excitatie onwaarschijnlijke modi zal opwekken via gekoppelde trillingsmechanismen. Door de excitatiemodi en natuurlijke modusvormen te vergelijken, kan een indruk worden gevormd of excitatie van een bepaalde frequentie of harmonische orde riskant/gevaarlijk is voor de pomp. Praktische ervaring, nauwkeurig testen en het uitvoeren van referentiecontroles zijn manieren om risico's in theoretische resonantiegevallen te beoordelen.

Verkeerde uitlijning

Verkeerde uitlijning is een belangrijke oorzaak vangespleten gevaltrillingen van de pomp. Beperkte uitlijningsnauwkeurigheid van assen en koppelingen is vaak een belangrijke uitdaging. Er zijn vaak kleine afwijkingen van de hartlijn van de rotor (radiale offset) en verbindingen met hoekafwijkingen, bijvoorbeeld als gevolg van niet-loodrechte bijpassende flenzen. Er zal dus altijd enige trilling optreden als gevolg van een verkeerde uitlijning.

Wanneer de koppelingshelften met kracht aan elkaar worden vastgeschroefd, produceert de rotatie van de as een paar rotatiekrachten als gevolg van radiale offset en een paar roterende buigmomenten als gevolg van een verkeerde uitlijning. Bij verkeerde uitlijning zal deze rotatiekracht tweemaal per as-/rotoromwenteling optreden en is de karakteristieke trillingsexcitatiesnelheid tweemaal de assnelheid.

Bij veel pompen interfereert het bedrijfssnelheidsbereik en/of de harmonischen ervan met het kritische toerental (eigen frequentie). Het doel is daarom om gevaarlijke resonanties, problemen en storingen te voorkomen. De bijbehorende risicobeoordeling is gebaseerd op passende simulaties en operationele ervaring.