Pöörlev võll (või rootor) tekitab vibratsiooni, mis kandub edasipoolitatud juhtumpumbale ja seejärel ümbritsevatele seadmetele, torustikule ja rajatistele. Vibratsiooni amplituud varieerub üldiselt sõltuvalt rootori/võlli pöörlemiskiirusest. Kriitilise kiiruse korral muutub vibratsiooni amplituud suuremaks ja võll vibreerib resonantsis. Tasakaalustamatus ja ebaühtlus on pumba vibratsiooni olulised põhjused. Siiski on pumpadega seotud ka teisi vibratsiooni allikaid ja vorme.

Vibratsioon, eriti tasakaalustamatusest ja nihkest tulenevalt, on olnud paljude pumpade töö, jõudluse, töökindluse ja ohutuse pidevaks murekohaks. Võti on süstemaatiline lähenemine vibratsioonile, tasakaalustamisele, joondamisele ja jälgimisele (vibratsiooni jälgimine). Enamik uuringuid teemalpoolitatud juhtumpumba vibratsiooni, tasakaalu, joondamise ja vibratsiooni seisundi jälgimine on teoreetiline.

Erilist tähelepanu tuleks pöörata nii töökoha taotlemise praktilistele aspektidele kui ka lihtsustatud meetoditele ja reeglitele (operaatoritele, tehaseinseneridele ja spetsialistidele). Selles artiklis käsitletakse pumpade vibratsiooni ning võimalike probleemide keerukust ja nüansse.

Vibratsioonid Phüpp

Tükeldatud juhtum lkupskasutatakse laialdaselt kaasaegsetes tehastes ja rajatistes. Aastate jooksul on olnud trend kiiremate, võimsamate, parema jõudluse ja madalama vibratsioonitasemega pumpade poole. Nende keeruliste eesmärkide saavutamiseks on aga vaja pumpasid paremini täpsustada, käitada ja hooldada. See tähendab paremat disaini, modelleerimist, simuleerimist, analüüsi, tootmist ja hooldust.

Liigne vibratsioon võib olla arenev probleem või märk eelseisvast rikkest. Vibratsiooni ja sellega kaasnevat lööki/müra peetakse tööraskuste, töökindlusprobleemide, rikete, ebamugavustunde ja ohutusprobleemide allikaks.

Vibring Parts

Rootori vibratsiooni põhiomadusi käsitletakse tavaliselt traditsiooniliste ja lihtsustatud valemite põhjal. Nii saab rootori vibratsiooni teoreetiliselt jagada kaheks: vabavibratsiooniks ja sundvibratsiooniks.

Vibratsioonil on kaks põhikomponenti, positiivne ja negatiivne. Eespoolses komponendis pöörleb rootor mööda spiraalset rada ümber laagri telje võlli pöörlemissuunas. Seevastu negatiivse vibratsiooni korral spiraalib rootori kese ümber laagritelje võlli pöörlemisele vastupidises suunas. Kui pump on ehitatud ja hästi töötatud, vaibuvad vabad vibratsioonid tavaliselt kiiresti, muutes sundvibratsiooni suureks probleemiks.

Vibratsioonianalüüsis, vibratsiooni jälgimises ja selle mõistmises on erinevaid väljakutseid ja raskusi. Üldiselt muutub vibratsiooni sageduse kasvades vibratsiooni ja eksperimentaalsete/tegelike näitude vahelise korrelatsiooni arvutamine/analüüsimine keeruliste režiimikujude tõttu järjest keerulisemaks.

Tegelik pump ja resonants

Mitmesuguste pumpade, näiteks muutuva kiirusega pumpade puhul on ebapraktiline kavandada ja toota pumpa, millel oleks mõistlik resonantsvaru kõigi võimalike perioodiliste häirete (ergastuste) ja kõigi võimalike loomulike vibratsioonirežiimide vahel..

Resonantstingimused on sageli vältimatud, näiteks muutuva kiirusega mootoriajamid (VSD) või muutuva kiirusega auruturbiinid, gaasiturbiinid ja mootorid. Praktikas tuleks pumbaagregaat resonantsi arvesse võtta. Mõned resonantsolukorrad ei ole tegelikult ohtlikud näiteks režiimide suure summutuse tõttu.

Muudel juhtudel tuleks välja töötada sobivad leevendusmeetodid. Üks leevendusmeetod on vibratsioonirežiimidele mõjuvate ergastuskoormuste vähendamine. Näiteks saab tasakaalustamatusest ja komponentide kaalu muutustest tingitud ergastusjõude minimeerida õige tasakaalustamise abil. Neid ergastusjõude saab tavaliselt vähendada 70% kuni 80% algsest/tavalisest tasemest.

Pumba tegeliku ergastuse (tõelise resonantsi) jaoks peaks ergastuse suund ühtima loomuliku režiimi kujuga, et loomulik režiim saaks selle ergastuskoormuse (või tegevuse) abil ergastuda. Enamikul juhtudel, kui ergastuse suund ei ühti loomuliku režiimi kujuga, on resonantsiga kooseksisteerimise võimalus. Näiteks paindeergastusi ei saa üldjuhul ergutada väände loomuliku sagedusega. Harvadel juhtudel võivad esineda seotud väände ristsuunalised resonantsid. Selliste erandlike või haruldaste asjaolude tõenäosust tuleks asjakohaselt hinnata.

Resonantsi halvim juhtum on loomuliku ja ergastatud režiimi kujundite kokkulangemine samal sagedusel. Teatud tingimustel piisab teatud vastavusest, et ergutus ergutaks režiimi kuju.

Lisaks võivad esineda keerulised sidumisolukorrad, kus konkreetne ergutus ergutab seotud vibratsioonimehhanismide kaudu ebatõenäolisi režiime. Ergastusrežiimide ja loomulike režiimide kujude võrdlemisel võib tekkida mulje, kas teatud sageduse või harmoonilise järjekorra ergastamine on pumbale riskantne/ohtlik. Praktiline kogemus, täpne testimine ja võrdluskontrollide läbiviimine on viisid riski hindamiseks teoreetiliste resonantsjuhtumite korral.

Ebaregulaarsus

Vale joondamine on peamine allikaspoolitatud juhtumpumba vibratsioon. Võllide ja haakeseadiste piiratud joondamise täpsus on sageli peamine väljakutse. Sageli on rootori keskjoonel väikesed nihked (radiaalne nihe) ja nurknihkega ühendused, näiteks mitteperpendikulaarsete vastasäärikute tõttu. Seega on vale joondamise tõttu alati vibratsioon.

Kui siduripooled on sundpoltidega kokku keeratud, tekitab võlli pöörlemine radiaalse nihke tõttu paari pöörlemisjõudu ja kõrvalekaldest tingitud paindemomentide paari. Vale joondamise korral ilmneb see pöörlemisjõud kaks korda võlli/rootori pöörde kohta ja iseloomulik vibratsiooni ergastumiskiirus on kaks korda suurem kui võlli kiirus.

Paljude pumpade puhul häirivad töökiiruse vahemik ja/või selle harmoonilised kriitilist kiirust (loomulikku sagedust). Seetõttu on eesmärk vältida ohtlikke resonantse, probleeme ja talitlushäireid. Seotud riskihinnang põhineb asjakohastel simulatsioonidel ja kasutuskogemustel.