Rotējošā vārpsta (vai rotors) rada vibrācijas, kas tiek pārnestas uzsadalīts gadījumssūkni un pēc tam uz apkārtējo aprīkojumu, cauruļvadiem un iekārtām. Vibrācijas amplitūda parasti mainās atkarībā no rotora/vārpstas rotācijas ātruma. Pie kritiskā ātruma vibrācijas amplitūda kļūst lielāka un vārpsta vibrē rezonansi. Nelīdzsvarotība un novirze ir svarīgi sūkņa vibrācijas cēloņi. Tomēr ir arī citi vibrācijas avoti un veidi, kas saistīti ar sūkņiem.

Vibrācija, īpaši nelīdzsvarotības un novirzes dēļ, ir bijusi pastāvīga uzmanība daudzu sūkņu darbības, veiktspējas, uzticamības un drošības jomā. Galvenais ir sistemātiska pieeja vibrācijai, balansēšanai, izlīdzināšanai un uzraudzībai (vibrācijas uzraudzībai). Lielākā daļa pētījumu parsadalīts gadījumssūkņa vibrācijas, līdzsvara, izlīdzināšanas un vibrācijas stāvokļa uzraudzība ir teorētiska.

Īpaša uzmanība jāpievērš praktiskiem darba pieteikšanās aspektiem, kā arī vienkāršotām metodēm un noteikumiem (operatoriem, iekārtu inženieriem un speciālistiem). Šajā rakstā ir apskatīta sūkņu vibrācija, kā arī iespējamo problēmu sarežģītība un smalkums.

Vibrācijas Pvienreizējs

Sadalītā lieta lppumpstiek plaši izmantoti mūsdienu rūpnīcās un iekārtās. Gadu gaitā ir vērojama tendence uz ātrākiem, jaudīgākiem sūkņiem ar labāku veiktspēju un zemāku vibrācijas līmeni. Tomēr, lai sasniegtu šos izaicinošos mērķus, ir nepieciešams labāk precizēt, darbināt un uzturēt sūkņus. Tas nozīmē labāku dizainu, modelēšanu, simulāciju, analīzi, ražošanu un apkopi.

Pārmērīga vibrācija var būt jauna problēma vai tuvojošas kļūmes pazīme. Vibrācija un ar to saistītais trieciens/troksnis tiek uzskatīts par darbības grūtību, uzticamības problēmu, bojājumu, diskomforta un drošības problēmu avotu.

Vibrating Pmāksla

Rotora vibrācijas pamatīpašības parasti tiek apspriestas, pamatojoties uz tradicionālām un vienkāršotām formulām. Tādā veidā rotora vibrāciju teorētiski var iedalīt divās daļās: brīvajā vibrācijā un piespiedu vibrācijā.

Vibrācijai ir divas galvenās sastāvdaļas, pozitīvas un negatīvas. Priekšējā komponentā rotors griežas pa spirālveida ceļu ap gultņa asi vārpstas griešanās virzienā. Un otrādi, negatīvas vibrācijas gadījumā rotora centrs spirālē ap gultņa asi pretējā virzienā pret vārpstas griešanos. Ja sūknis ir uzbūvēts un darbojas labi, brīvās vibrācijas parasti ātri samazinās, padarot piespiedu vibrācijas par nopietnu problēmu.

Vibrāciju analīzei, vibrācijas uzraudzībai un tās izpratnei ir dažādi izaicinājumi un grūtības. Kopumā, palielinoties vibrācijas frekvencei, sarežģīto režīmu formu dēļ kļūst arvien grūtāk aprēķināt/analizēt korelāciju starp vibrāciju un eksperimentālajiem/faktiskajiem rādījumiem.

Faktiskais sūknis un rezonanse

Daudzu veidu sūkņiem, piemēram, tiem ar mainīgu ātrumu, ir nepraktiski izstrādāt un ražot sūkni ar saprātīgu rezonanses rezervi starp visiem iespējamiem periodiskiem traucējumiem (ierosinājumiem) un visiem iespējamiem dabiskajiem vibrācijas veidiem..

Rezonanses apstākļi bieži vien ir neizbēgami, piemēram, mainīga ātruma motora piedziņas (VSD) vai mainīga ātruma tvaika turbīnas, gāzes turbīnas un dzinēji. Praksē sūkņa agregāta izmēriem jābūt atbilstošiem, lai ņemtu vērā rezonansi. Dažas rezonanses situācijas faktiski nav bīstamas, piemēram, režīmos esošās lielās slāpēšanas dēļ.

Citos gadījumos jāizstrādā atbilstošas ​​mazināšanas metodes. Viena no mazināšanas metodēm ir ierosmes slodzes samazināšana, kas iedarbojas uz vibrācijas režīmiem. Piemēram, ierosmes spēkus nelīdzsvarotības un komponentu svara svārstību dēļ var samazināt, izmantojot pareizu balansēšanu. Šos ierosmes spēkus parasti var samazināt par 70% līdz 80% no sākotnējā/normālā līmeņa.

Lai sūknī būtu reāla ierosme (reāla rezonanse), ierosmes virzienam jāatbilst dabiskā režīma formai, lai šī ierosmes slodze (vai darbība) varētu ierosināt dabisko režīmu. Vairumā gadījumu, ja ierosmes virziens neatbilst dabiskā režīma formai, pastāv iespēja līdzāspastāvēt ar rezonansi. Piemēram, lieces ierosmes parasti nevar ierosināt ar dabisko vērpes frekvenci. Retos gadījumos var būt saistīta vērpes šķērsrezonanse. Šādu ārkārtēju vai retu apstākļu iespējamība būtu atbilstoši jānovērtē.

Sliktākais rezonanses gadījums ir dabiskā un ierosinātā režīma formu sakritība vienā frekvencē. Noteiktos apstākļos pietiek ar zināmu atbilstību, lai ierosme ierosinātu režīma formu.

Turklāt var pastāvēt sarežģītas savienojuma situācijas, kad īpaša ierosme ierosinās maz ticamus režīmus, izmantojot savienotus vibrācijas mehānismus. Salīdzinot ierosmes režīmus un naturālo režīmu formas, var izveidoties iespaids, vai konkrētas frekvences vai harmoniskās kārtības ierosināšana ir riskanti/bīstami sūknim. Praktiskā pieredze, precīza pārbaude un atsauces pārbaudes ir veidi, kā novērtēt risku teorētiskās rezonanses gadījumos.

Neatbilstība

Neatbilstība ir galvenais iemeslssadalīts gadījumssūkņa vibrācija. Ierobežota vārpstu un savienojumu izlīdzināšanas precizitāte bieži ir galvenais izaicinājums. Bieži vien ir nelielas rotora viduslīnijas nobīdes (radiālā nobīde) un savienojumi ar leņķiskām nobīdēm, piemēram, neperpendikulāru savienojuma atloku dēļ. Tātad vienmēr būs zināma vibrācija nepareizas izlīdzināšanas dēļ.

Kad sakabes puses ir piespiedu kārtā saskrūvētas kopā, vārpstas griešanās rada rotācijas spēku pāri radiālās nobīdes dēļ un rotācijas lieces momentu pāri nepareizas izlīdzināšanas dēļ. Nepareizas izlīdzināšanas gadījumā šis rotācijas spēks darbosies divas reizes vienā vārpstas/rotora apgriezienā, un raksturīgais vibrācijas ierosmes ātrums ir divreiz lielāks par vārpstas ātrumu.

Daudziem sūkņiem darbības ātruma diapazons un/vai tā harmonikas traucē kritisko ātrumu (dabisko frekvenci). Tāpēc mērķis ir izvairīties no bīstamas rezonanses, problēmām un darbības traucējumiem. Saistītā riska novērtējums ir balstīts uz atbilstošām simulācijām un darbības pieredzi.