L'arbre rotatif (ou rotor) génère des vibrations qui sont transmises aucas divisépompe, puis aux équipements, canalisations et installations environnants. L'amplitude des vibrations varie généralement en fonction de la vitesse de rotation du rotor/arbre. À la vitesse critique, l'amplitude de vibration devient plus grande et l'arbre vibre en résonance. Le déséquilibre et le désalignement sont des causes importantes de vibrations de la pompe. Cependant, il existe d’autres sources et formes de vibrations associées aux pompes.

Les vibrations, notamment dues au déséquilibre et au désalignement, constituent une préoccupation constante pour le fonctionnement, les performances, la fiabilité et la sécurité de nombreuses pompes. La clé est une approche systématique des vibrations, de l’équilibrage, de l’alignement et de la surveillance (surveillance des vibrations). La plupart des recherches surcas diviséLa surveillance des vibrations, de l'équilibre, de l'alignement et des conditions de vibration de la pompe est théorique.

Une attention particulière devrait être accordée aux aspects pratiques de la candidature à un emploi ainsi qu'aux méthodes et règles simplifiées (pour les opérateurs, les ingénieurs d'installation et les spécialistes). Cet article traite des vibrations dans les pompes ainsi que des subtilités des problèmes que vous pourriez rencontrer.

Vibrations dans le Pappât

Cas divisé pUmpssont largement utilisés dans les usines et installations modernes. Au fil des années, on a constaté une tendance vers des pompes plus rapides et plus puissantes, offrant de meilleures performances et des niveaux de vibrations plus faibles. Cependant, pour atteindre ces objectifs ambitieux, il est nécessaire de mieux spécifier, exploiter et entretenir les pompes. Cela se traduit par une meilleure conception, modélisation, simulation, analyse, fabrication et maintenance.

Des vibrations excessives pourraient être un problème en développement ou le signe d’une panne imminente. Les vibrations et les chocs/bruits associés sont considérés comme une source de difficultés opérationnelles, de problèmes de fiabilité, de pannes, d'inconfort et de problèmes de sécurité.

Vibrant Pmédecins

Les caractéristiques de base des vibrations du rotor sont généralement discutées sur la base de formules traditionnelles et simplifiées. De cette manière, la vibration du rotor peut être divisée en théorie en deux parties : la vibration libre et la vibration forcée.

La vibration a deux composantes principales, positive et négative. Dans une composante avant, le rotor tourne le long d'une trajectoire hélicoïdale autour de l'axe du roulement dans le sens de rotation de l'arbre. À l’inverse, en vibration négative, le centre du rotor tourne en spirale autour de l’axe du roulement dans le sens opposé à la rotation de l’arbre. Si la pompe est construite et utilisée correctement, les vibrations libres diminuent généralement rapidement, ce qui fait des vibrations forcées un problème majeur.

Il existe différents défis et difficultés dans l'analyse des vibrations, la surveillance des vibrations et leur compréhension. En général, à mesure que la fréquence de vibration augmente, il devient de plus en plus difficile de calculer/analyser la corrélation entre la vibration et les lectures expérimentales/réelles en raison des formes modales complexes.

Pompe réelle et résonance

Pour de nombreux types de pompes, telles que celles à vitesse variable, il est peu pratique de concevoir et de fabriquer une pompe avec une marge de résonance raisonnable entre toutes les perturbations périodiques possibles (excitations) et tous les modes naturels de vibration possibles..

Les conditions de résonance sont souvent inévitables, comme les entraînements de moteurs à vitesse variable (VSD) ou les turbines à vapeur, les turbines à gaz et les moteurs à vitesse variable. En pratique, le groupe motopompe doit être dimensionné en conséquence pour tenir compte de la résonance. Certaines situations de résonance ne sont pas réellement dangereuses en raison, par exemple, de l'amortissement élevé des modes.

Dans les autres cas, des méthodes d'atténuation appropriées doivent être développées. Une méthode d'atténuation consiste à réduire les charges d'excitation agissant sur les modes de vibration. Par exemple, les forces d'excitation dues au balourd et aux variations de poids des composants peuvent être minimisées grâce à un équilibrage approprié. Ces forces d'excitation peuvent généralement être réduites de 70 à 80 % par rapport aux niveaux d'origine/normaux.

Pour une excitation réelle dans une pompe (résonance réelle), la direction de l'excitation doit correspondre à la forme du mode naturel afin que le mode naturel puisse être excité par cette charge (ou action) d'excitation. Dans la plupart des cas, si la direction d’excitation ne correspond pas à la forme du mode naturel, il existe une possibilité de coexistence avec la résonance. Par exemple, les excitations de flexion ne peuvent généralement pas être excitées à la fréquence naturelle de torsion. Dans de rares cas, des résonances transversales de torsion couplées peuvent exister. La probabilité de telles circonstances exceptionnelles ou rares doit être évaluée de manière appropriée.

Le pire cas de résonance est la coïncidence des formes de mode naturel et excité à la même fréquence. Dans certaines conditions, une certaine conformité est suffisante pour que l’excitation excite la forme modale.

De plus, des situations de couplage complexes peuvent exister dans lesquelles une excitation spécifique excite des modes improbables via des mécanismes vibrationnels couplés. En comparant les modes d'excitation et les formes de modes naturels, il est possible de déterminer si l'excitation d'une fréquence ou d'un ordre harmonique particulier est risquée/dangereuse pour la pompe. L'expérience pratique, des tests précis et des vérifications de références sont des moyens d'évaluer le risque dans les cas de résonance théorique.

Désalignement

Le mauvais alignement est une source majeure decas divisévibrations de la pompe. La précision limitée de l’alignement des arbres et des accouplements constitue souvent un défi majeur. Il existe souvent de petits décalages de l'axe du rotor (décalage radial) et des connexions avec des décalages angulaires, dus par exemple à des brides d'accouplement non perpendiculaires. Il y aura donc toujours des vibrations dues à un mauvais alignement.

Lorsque les moitiés d'accouplement sont boulonnées ensemble de force, la rotation de l'arbre produit une paire de forces de rotation dues au décalage radial et une paire de moments de flexion de rotation dus au désalignement. En cas de désalignement, cette force de rotation se produira deux fois par tour d'arbre/rotor et la vitesse caractéristique d'excitation des vibrations est le double de la vitesse de l'arbre.

Pour de nombreuses pompes, la plage de vitesse de fonctionnement et/ou ses harmoniques interfèrent avec la vitesse critique (fréquence propre). L’objectif est donc d’éviter les résonances, problèmes et dysfonctionnements dangereux. L'évaluation des risques associés est basée sur des simulations et une expérience d'exploitation appropriées.