O eixo giratório (ou rotor) gera vibrações que são transmitidas aocaso divididobomba e depois para equipamentos, tubulações e instalações adjacentes. A amplitude da vibração geralmente varia com a velocidade de rotação do rotor/eixo. Na velocidade crítica, a amplitude da vibração torna-se maior e o eixo vibra em ressonância. O desequilíbrio e o desalinhamento são causas importantes de vibração da bomba. No entanto, existem outras fontes e formas de vibração associadas às bombas.

A vibração, especialmente devido ao desequilíbrio e desalinhamento, tem sido um foco constante de preocupação para a operação, desempenho, confiabilidade e segurança de muitas bombas. A chave é uma abordagem sistemática de vibração, balanceamento, alinhamento e monitoramento (monitoramento de vibração). A maioria das pesquisas sobrecaso divididoa vibração da bomba, o equilíbrio, o alinhamento e o monitoramento das condições de vibração são teóricos.

Deve ser dada especial atenção aos aspectos práticos da candidatura ao emprego, bem como aos métodos e regras simplificados (para operadores, engenheiros de instalações e especialistas). Este artigo discute a vibração em bombas e as complexidades e sutilezas dos problemas que você pode encontrar.

Vvibrações no Pump

Caso dividido popasão amplamente utilizados em fábricas e instalações modernas. Ao longo dos anos, tem havido uma tendência para bombas mais rápidas e potentes, com melhor desempenho e níveis de vibração mais baixos. Contudo, para atingir estes objetivos desafiadores, é necessário especificar, operar e manter melhor as bombas. Isso se traduz em melhor projeto, modelagem, simulação, análise, fabricação e manutenção.

Vibração excessiva pode ser um problema em desenvolvimento ou um sinal de falha iminente. A vibração e o choque/ruído associado são vistos como uma fonte de dificuldades operacionais, problemas de confiabilidade, avarias, desconforto e preocupações de segurança.

Vvibrando Partes

As características básicas da vibração do rotor são normalmente discutidas com base em fórmulas tradicionais e simplificadas. Desta forma, a vibração do rotor pode ser dividida em teoria em duas partes: vibração livre e vibração forçada.

A vibração tem dois componentes principais, positivo e negativo. Em um componente direto, o rotor gira ao longo de um caminho helicoidal em torno do eixo do rolamento na direção de rotação do eixo. Por outro lado, em vibração negativa, o centro do rotor gira em torno do eixo do rolamento na direção oposta à rotação do eixo. Se a bomba for construída e operada bem, as vibrações livres geralmente decaem rapidamente, tornando as vibrações forçadas um grande problema.

Existem diferentes desafios e dificuldades na análise de vibrações, monitoramento de vibrações e sua compreensão. Em geral, à medida que a frequência de vibração aumenta, torna-se cada vez mais difícil calcular/analisar a correlação entre a vibração e as leituras experimentais/reais devido às formas modais complexas.

Bomba e ressonância reais

Para muitos tipos de bombas, como aquelas com capacidade de velocidade variável, é impraticável projetar e fabricar uma bomba com uma margem razoável de ressonância entre todas as perturbações periódicas (excitações) possíveis e todos os modos naturais de vibração possíveis..

As condições ressonantes são muitas vezes inevitáveis, como acionamentos de motores de velocidade variável (VSD) ou turbinas a vapor de velocidade variável, turbinas a gás e motores. Na prática, o conjunto motobomba deve ser dimensionado de acordo com a ressonância. Algumas situações de ressonância não são realmente perigosas devido, por exemplo, ao elevado amortecimento envolvido nos modos.

Para outros casos, deverão ser desenvolvidos métodos de mitigação apropriados. Um método de mitigação é reduzir as cargas de excitação que atuam nos modos de vibração. Por exemplo, as forças de excitação devido ao desequilíbrio e às variações de peso dos componentes podem ser minimizadas através do balanceamento adequado. Estas forças de excitação podem normalmente ser reduzidas em 70% a 80% dos níveis originais/normais.

Para uma excitação real em uma bomba (ressonância real), a direção da excitação deve corresponder ao formato do modo natural para que o modo natural possa ser excitado por esta carga de excitação (ou ação). Na maioria dos casos, se a direção de excitação não corresponder ao modo natural, existe a possibilidade de coexistência com a ressonância. Por exemplo, as excitações de flexão geralmente não podem ser excitadas na frequência natural de torção. Em casos raros, podem existir ressonâncias transversais de torção acopladas. A probabilidade de ocorrência de tais circunstâncias excepcionais ou raras deve ser avaliada de forma adequada.

O pior caso de ressonância é a coincidência dos modos natural e excitado na mesma frequência. Sob certas condições, alguma complacência é suficiente para que a excitação excite a forma modal.

Além disso, podem existir situações complexas de acoplamento onde uma excitação específica excitará modos improváveis ​​através de mecanismos vibracionais acoplados. Ao comparar os modos de excitação e os modos naturais, pode-se formar uma impressão se a excitação de uma determinada frequência ou ordem harmônica é arriscada/perigosa para a bomba. Experiência prática, testes precisos e execução de verificações de referência são formas de avaliar o risco em casos de ressonância teórica.

Desalinhamento

O desalinhamento é uma importante fonte decaso divididovibração da bomba. A precisão limitada do alinhamento de eixos e acoplamentos costuma ser um desafio importante. Freqüentemente, há pequenos deslocamentos da linha central do rotor (deslocamento radial) e conexões com deslocamentos angulares, por exemplo, devido a flanges correspondentes não perpendiculares. Portanto sempre haverá alguma vibração devido ao desalinhamento.

Quando as metades do acoplamento são aparafusadas à força, a rotação do eixo produz um par de forças rotacionais devido ao deslocamento radial e um par de momentos fletores rotacionais devido ao desalinhamento. Para desalinhamento, esta força rotacional ocorrerá duas vezes por revolução do eixo/rotor e a velocidade característica de excitação da vibração é duas vezes a velocidade do eixo.

Para muitas bombas, a faixa de velocidade operacional e/ou seus harmônicos interferem na velocidade crítica (frequência natural). Portanto, o objetivo é evitar ressonâncias, problemas e mau funcionamento perigosos. A avaliação de risco associada é baseada em simulações apropriadas e experiência operacional.