Den roterende akselen (eller rotoren) genererer vibrasjoner som overføres tildelt sakpumpe og deretter til omkringliggende utstyr, rør og anlegg. Vibrasjonsamplitude varierer generelt med rotasjonshastigheten på rotor/aksel. Ved den kritiske hastigheten blir vibrasjonsamplituden større og akselen vibrerer i resonans. Ubalanse og feiljustering er viktige årsaker til pumpevibrasjoner. Det er imidlertid andre kilder og former for vibrasjoner knyttet til pumper.

Vibrasjoner, spesielt på grunn av ubalanse og feiljustering, har vært et konstant fokus på driften, ytelsen, påliteligheten og sikkerheten til mange pumper. Nøkkelen er en systematisk tilnærming til vibrasjon, balansering, justering og overvåking (vibrasjonsovervåking). Mest forskning pådelt sakpumpevibrasjon, balanse, innretting og vibrasjonstilstandsovervåking er teoretisk.

Spesiell oppmerksomhet bør rettes mot praktiske aspekter ved jobbsøknad samt forenklede metoder og regler (for operatører, anleggsingeniører og spesialister). Denne artikkelen diskuterer vibrasjoner i pumper og forviklingene og finessene ved problemene du kan støte på.

Vibrasjoner i PUMP

Delt etui sumpser mye brukt i moderne fabrikker og fasiliteter. Gjennom årene har det vært en trend mot raskere, kraftigere pumper med bedre ytelse og lavere vibrasjonsnivå. For å nå disse utfordrende målene er det imidlertid nødvendig å spesifisere, betjene og vedlikeholde pumper bedre. Dette betyr bedre design, modellering, simulering, analyse, produksjon og vedlikehold.

Overdreven vibrasjon kan være et utviklingsproblem eller et tegn på forestående feil. Vibrasjoner og tilhørende sjokk/støy blir sett på som en kilde til driftsvansker, pålitelighetsproblemer, havarier, ubehag og sikkerhetsproblemer.

Vibrerende Pkunst

De grunnleggende egenskapene til rotorvibrasjoner diskuteres vanligvis basert på tradisjonelle og forenklede formler. På denne måten kan rotorens vibrasjon i teorien deles i to deler: fri vibrasjon og tvungen vibrasjon.

Vibrasjon har to hovedkomponenter, positiv og negativ. I en fremre komponent roterer rotoren langs en spiralformet bane rundt lageraksen i akselrotasjonsretningen. Omvendt, i negativ vibrasjon, spiraler rotorsenteret rundt lageraksen i motsatt retning av akselrotasjonen. Hvis pumpen er bygget og drevet godt, vil frie vibrasjoner vanligvis avta raskt, noe som gjør tvungne vibrasjoner til et stort problem.

Det er ulike utfordringer og vanskeligheter i vibrasjonsanalyse, vibrasjonsovervåking og forståelse av den. Generelt, ettersom vibrasjonsfrekvensen øker, blir det stadig vanskeligere å beregne/analysere korrelasjonen mellom vibrasjonen og de eksperimentelle/faktiske avlesningene på grunn av de komplekse modusformene.

Faktisk pumpe og resonans

For mange typer pumper, for eksempel de med variabel hastighet, er det upraktisk å designe og produsere en pumpe med en rimelig margin i resonans mellom alle mulige periodiske forstyrrelser (eksitasjoner) og alle mulige naturlige vibrasjonsmoduser.

Resonansforhold er ofte uunngåelige, for eksempel motordrev med variabel hastighet (VSD) eller dampturbiner med variabel hastighet, gassturbiner og motorer. I praksis bør pumpeaggregatet dimensjoneres tilsvarende for å ta hensyn til resonans. Noen resonanssituasjoner er faktisk ikke farlige på grunn av for eksempel den høye dempingen som er involvert i modusene.

For andre tilfeller bør det utvikles hensiktsmessige avbøtende metoder. En metode for å dempe er å redusere eksitasjonsbelastningene som virker på vibrasjonsmodusene. For eksempel kan eksitasjonskrefter på grunn av ubalanse og komponentvektvariasjoner minimeres gjennom riktig balansering. Disse eksitasjonskreftene kan typisk reduseres med 70 % til 80 % fra opprinnelige/normale nivåer.

For en reell eksitasjon i en pumpe (reell resonans), bør retningen til eksitasjonen matche den naturlige modusformen slik at den naturlige modusen kan eksiteres av denne eksitasjonsbelastningen (eller handlingen). I de fleste tilfeller, hvis eksitasjonsretningen ikke samsvarer med den naturlige modusformen, er det en mulighet for sameksistens med resonans. For eksempel kan bøyeeksitasjoner generelt ikke eksiteres ved den naturlige torsjonsfrekvensen. I sjeldne tilfeller kan koblede torsjonelle tverrresonanser eksistere. Sannsynligheten for slike eksepsjonelle eller sjeldne omstendigheter bør vurderes på riktig måte.

Det verste tilfellet for resonans er sammenfallet av de naturlige og eksiterte modusformene ved samme frekvens. Under visse forhold er noe etterlevelse tilstrekkelig for at eksitasjonen skal eksitere modusformen.

Videre kan komplekse koblingssituasjoner eksistere der en spesifikk eksitasjon vil eksitere usannsynlige moduser gjennom koblede vibrasjonsmekanismer. Ved å sammenligne eksitasjonsmodusene og naturlige modusformene, kan det dannes et inntrykk om eksitasjon av en bestemt frekvens eller harmonisk rekkefølge er risikabelt/farlig for pumpen. Praktisk erfaring, nøyaktig testing og kjøring av referansesjekker er måter å vurdere risiko i teoretiske resonanstilfeller.

forskyvning

Feilstilling er en stor kilde tildelt sakpumpe vibrasjon. Begrenset innrettingsnøyaktighet av aksler og koblinger er ofte en sentral utfordring. Det er ofte små forskyvninger av rotorens senterlinje (radial forskyvning) og koblinger med vinkelforskyvninger, for eksempel på grunn av ikke-vinkelrette motflenser. Så det vil alltid være noen vibrasjoner på grunn av feiljustering.

Når koblingshalvdelene er tvangsboltet sammen, produserer rotasjonen av akselen et par rotasjonskrefter på grunn av radiell forskyvning og et par rotasjonsbøyemomenter på grunn av feiljustering. For feiljustering vil denne rotasjonskraften forekomme to ganger per aksel/rotoromdreining og den karakteristiske vibrasjonseksitasjonshastigheten er to ganger akselhastigheten.

For mange pumper forstyrrer driftshastighetsområdet og/eller dets harmoniske den kritiske hastigheten (naturlig frekvens). Derfor er målet å unngå farlige resonanser, problemer og funksjonsfeil. Den tilhørende risikovurderingen er basert på passende simuleringer og driftserfaring.