Pyörivä akseli (tai roottori) synnyttää tärinää, joka välittyyjaettu tapauspumppuun ja sitten ympäröiviin laitteisiin, putkistoon ja tiloihin. Tärinäamplitudi vaihtelee yleensä roottorin/akselin pyörimisnopeuden mukaan. Kriittisellä nopeudella värähtelyamplitudi kasvaa ja akseli värähtelee resonanssissa. Epätasapaino ja kohdistusvirhe ovat tärkeitä pumpun tärinän syitä. Pumppuihin liittyy kuitenkin muita tärinän lähteitä ja muotoja.

Tärinä, erityisesti epätasapainosta ja kohdistusvirheestä johtuva, on ollut jatkuvassa huolenaiheessa monien pumppujen toiminnan, suorituskyvyn, luotettavuuden ja turvallisuuden kannalta. Avain on systemaattinen lähestymistapa tärinään, tasapainotukseen, kohdistukseen ja valvontaan (värähtelyvalvonta). Suurin osa tutkimuksista aiheestajaettu tapauspumpun tärinän, tasapainon, kohdistuksen ja tärinän kunnon valvonta on teoreettista.

Erityistä huomiota tulee kiinnittää työnhaun käytännön näkökohtiin sekä yksinkertaistettuihin menetelmiin ja sääntöihin (käyttäjille, laitosinsinööreille ja asiantuntijoille). Tässä artikkelissa käsitellään pumppujen tärinää sekä ongelmien monimutkaisuutta ja hienovaraisuutta.

Vibraatioita PUMP

Jaettu tapaus supskäytetään laajalti nykyaikaisissa tehtaissa ja tiloissa. Vuosien varrella on ollut suuntaus kohti nopeampia, tehokkaampia pumppuja, joiden suorituskyky on parempi ja tärinätasot ovat alhaisemmat. Näiden haastavien tavoitteiden saavuttamiseksi on kuitenkin tarpeen määrittää, käyttää ja huoltaa pumppuja paremmin. Tämä tarkoittaa parempaa suunnittelua, mallintamista, simulointia, analysointia, valmistusta ja huoltoa.

Liiallinen tärinä voi olla kehittyvä ongelma tai merkki lähestyvästä viasta. Tärinä ja siihen liittyvä isku/melu nähdään toimintavaikeuksien, luotettavuusongelmien, vikojen, epämukavuuden ja turvallisuusongelmien lähteenä.

Vrakastuva Ptaiteet

Roottorin värähtelyn perusominaisuuksia käsitellään yleensä perinteisten ja yksinkertaistettujen kaavojen perusteella. Tällä tavalla roottorin värähtely voidaan jakaa teoriassa kahteen osaan: vapaavärähtelyyn ja pakkovärähtelyyn.

Tärinällä on kaksi pääkomponenttia, positiivinen ja negatiivinen. Eteenpäin suuntautuvassa komponentissa roottori pyörii kierteistä rataa laakerin akselin ympäri akselin pyörimissuunnassa. Sitä vastoin negatiivisessa värähtelyssä roottorin keskipiste kiertyy laakerin akselin ympäri akselin pyörimissuuntaan nähden vastakkaiseen suuntaan. Jos pumppu on rakennettu ja sitä käytetään hyvin, vapaat tärinät yleensä vaimentuvat nopeasti, mikä tekee pakotetusta tärinästä suuren ongelman.

Värähtelyanalyysissä, tärinävalvonnassa ja sen ymmärtämisessä on erilaisia ​​haasteita ja vaikeuksia. Yleisesti ottaen värähtelytaajuuden kasvaessa on yhä vaikeampaa laskea/analysoida värähtelyn ja kokeellisten/todellisten lukemien välistä korrelaatiota monimutkaisten moodimuotojen vuoksi.

Todellinen pumppu ja resonanssi

Monentyyppisille pumpuille, kuten vaihtelevalla nopeudella toimiville pumpuille, on epäkäytännöllistä suunnitella ja valmistaa pumppua, jolla on kohtuullinen resonanssimarginaali kaikkien mahdollisten jaksottaisten häiriöiden (virittymien) ja kaikkien mahdollisten luonnollisten värähtelymuotojen välillä..

Resonanssiolosuhteet ovat usein väistämättömiä, kuten vaihtelevan nopeuden moottorikäytöt (VSD) tai muuttuvanopeuksiset höyryturbiinit, kaasuturbiinit ja moottorit. Käytännössä pumppuyksikkö tulee mitoittaa vastaavasti resonanssin huomioon ottamiseksi. Jotkut resonanssitilanteet eivät ole itse asiassa vaarallisia esimerkiksi tiloihin liittyvän suuren vaimennuksen vuoksi.

Muita tapauksia varten olisi kehitettävä asianmukaisia ​​lievennysmenetelmiä. Yksi lieventämiskeino on vähentää värähtelymoodeihin vaikuttavia virityskuormia. Esimerkiksi epätasapainosta ja komponenttien painon vaihteluista johtuvat viritysvoimat voidaan minimoida oikealla tasapainotuksella. Näitä viritysvoimia voidaan tyypillisesti vähentää 70 % - 80 % alkuperäisestä/normaalista tasosta.

Pumpun todellisessa virityksessä (todellisessa resonanssissa) virityksen suunnan tulee vastata luonnollisen muodon muotoa, jotta luonnollinen tila voidaan virittää tällä virityskuormalla (tai toiminnalla). Useimmissa tapauksissa, jos virityssuunta ei vastaa luonnollisen muodon muotoa, on olemassa mahdollisuus rinnakkaiseloon resonanssin kanssa. Esimerkiksi taivutusviritteitä ei yleensä voida virittää vääntön luonnollisella taajuudella. Harvinaisissa tapauksissa voi esiintyä kytkettyjä vääntöresonansseja. Tällaisten poikkeuksellisten tai harvinaisten olosuhteiden todennäköisyys olisi arvioitava asianmukaisesti.

Pahin tapaus resonanssille on luonnollisen ja virittyneen moodin muotojen yhteensattuma samalla taajuudella. Tietyissä olosuhteissa jonkin verran yhteensopivuutta riittää herätteen virittämiseksi moodin muodon.

Lisäksi voi esiintyä monimutkaisia ​​kytkentätilanteita, joissa tietty heräte herättää epätodennäköisiä moodeja kytkettyjen värähtelymekanismien kautta. Viritysmoodia ja luonnollisia muotoja vertaamalla voidaan muodostaa käsitys, onko tietyn taajuuden tai harmonisen järjestyksen herättäminen riskialtista/vaarallista pumpulle. Käytännön kokemus, tarkat testaukset ja vertailutarkastukset ovat tapoja arvioida riskiä teoreettisissa resonanssitapauksissa.

vinoutuminen

Virheellinen suuntaus on tärkein syyjaettu tapauspumpun tärinää. Akseleiden ja kytkimien rajallinen kohdistustarkkuus on usein keskeinen haaste. Roottorin keskilinjassa on usein pieniä poikkeamia (säteittäinen siirtymä) ja liitännät, joissa on kulmasiirtymiä, esimerkiksi ei-suoraan liitäntälaippojen takia. Joten kohdistusvirheestä johtuu aina jonkin verran tärinää.

Kun kytkimen puolikkaat pakotetaan pultattiin yhteen, akselin pyöriminen tuottaa parin pyörimisvoimia säteittäisen siirtymän vuoksi ja parin kiertotaivutusmomentteja, jotka johtuvat kohdistusvirheestä. Virheen kohdistuksessa tämä pyörimisvoima esiintyy kahdesti akselin/roottorin kierrosta kohti ja ominaisvärähtelyn herätenopeus on kaksi kertaa akselin nopeus.

Monissa pumpuissa toimintanopeusalue ja/tai sen harmoniset häiritsevät kriittistä nopeutta (luonnollista taajuutta). Siksi tavoitteena on välttää vaarallisia resonansseja, ongelmia ja toimintahäiriöitä. Siihen liittyvä riskinarviointi perustuu asianmukaisiin simulaatioihin ja käyttökokemukseen.