Arborele rotativ (sau rotorul) generează vibrații care sunt transmise cătrecaz împărțitpompa și apoi către echipamentul, conductele și instalațiile din jur. Amplitudinea vibrației variază în general în funcție de viteza de rotație a rotorului/axului. La viteza critică, amplitudinea vibrației devine mai mare și arborele vibrează în rezonanță. Dezechilibrul și nealinierea sunt cauze importante ale vibrațiilor pompei. Cu toate acestea, există și alte surse și forme de vibrație asociate cu pompele.

Vibrațiile, în special din cauza dezechilibrului și a nealinierii, au reprezentat o preocupare constantă pentru funcționarea, performanța, fiabilitatea și siguranța multor pompe. Cheia este o abordare sistematică a vibrațiilor, echilibrării, alinierii și monitorizării (monitorizarea vibrațiilor). Cele mai multe cercetări pecaz împărțitVibrația pompei, echilibrul, alinierea și monitorizarea stării de vibrații este teoretică.

O atenție deosebită trebuie acordată aspectelor practice ale cererii de locuri de muncă, precum și metodelor și regulilor simplificate (pentru operatori, ingineri de instalații și specialiști). Acest articol discută vibrațiile din pompe și subtilitățile și subtilitățile problemelor pe care le puteți întâlni.

Vibrații în PUMP

Caz împărțit pumpssunt utilizate pe scară largă în fabricile și instalațiile moderne. De-a lungul anilor, a existat o tendință către pompe mai rapide, mai puternice, cu performanțe mai bune și niveluri de vibrații mai scăzute. Cu toate acestea, pentru a atinge aceste obiective provocatoare, este necesar să se specifice, să opereze și să întrețină mai bine pompele. Acest lucru se traduce într-o mai bună proiectare, modelare, simulare, analiză, producție și întreținere.

Vibrația excesivă ar putea fi o problemă în curs de dezvoltare sau un semn de defecțiune iminentă. Vibrațiile și șocul/zgomotul asociat sunt văzute ca o sursă de dificultăți operaționale, probleme de fiabilitate, defecțiuni, disconfort și probleme de siguranță.

Vibrând PArte

Caracteristicile de bază ale vibrației rotorului sunt de obicei discutate pe baza unor formule tradiționale și simplificate. În acest fel, vibrația rotorului poate fi împărțită în două părți în teorie: vibrație liberă și vibrație forțată.

Vibrația are două componente principale, pozitivă și negativă. Într-o componentă înainte, rotorul se rotește de-a lungul unui traseu elicoidal în jurul axei lagărului în direcția de rotație a arborelui. În schimb, în ​​cazul vibrațiilor negative, centrul rotorului se învârte în spirală în jurul axei lagărului în direcția opusă rotației arborelui. Dacă pompa este construită și funcționată bine, vibrațiile libere se degradează de obicei rapid, făcând vibrațiile forțate o problemă majoră.

Există diferite provocări și dificultăți în analiza vibrațiilor, monitorizarea vibrațiilor și înțelegerea acesteia. În general, pe măsură ce frecvența de vibrație crește, devine din ce în ce mai dificil să se calculeze/analizeze corelația dintre vibrație și citirile experimentale/actuale din cauza formelor complexe ale modului.

Pompă reală și rezonanță

Pentru multe tipuri de pompe, cum ar fi cele cu capacitate de viteză variabilă, este imposibil să se proiecteze și să fabrice o pompă cu o marjă rezonabilă de rezonanță între toate perturbațiile periodice posibile (excitații) și toate modurile naturale posibile de vibrație..

Condițiile de rezonanță sunt adesea inevitabile, cum ar fi motorul cu viteză variabilă (VSD) sau turbinele cu abur cu viteză variabilă, turbinele cu gaz și motoarele. În practică, setul de pompă trebuie dimensionat corespunzător pentru a ține cont de rezonanță. Unele situații de rezonanță nu sunt de fapt periculoase din cauza, de exemplu, amortizarea ridicată implicată în moduri.

Pentru alte cazuri, ar trebui dezvoltate metode adecvate de atenuare. O metodă de atenuare este prin reducerea sarcinilor de excitație care acționează asupra modurilor de vibrație. De exemplu, forțele de excitare datorate dezechilibrului și variațiilor de greutate ale componentelor pot fi minimizate printr-o echilibrare adecvată. Aceste forțe de excitare pot fi de obicei reduse cu 70% până la 80% față de nivelurile originale/normale.

Pentru o excitație reală într-o pompă (rezonanță reală), direcția excitației ar trebui să se potrivească cu forma modului natural, astfel încât modul natural să poată fi excitat de această sarcină (sau acțiune) de excitație. În majoritatea cazurilor, dacă direcția de excitație nu se potrivește cu forma modului natural, există o posibilitate de coexistență cu rezonanța. De exemplu, excitațiile de încovoiere, în general, nu pot fi excitate la frecvența naturală a torsii. În cazuri rare, pot exista rezonanțe transversale de torsiune cuplate. Probabilitatea unor astfel de circumstanțe excepționale sau rare ar trebui evaluată în mod corespunzător.

Cel mai rău caz pentru rezonanță este coincidența formelor modului natural și excitat la aceeași frecvență. În anumite condiții, o anumită conformitate este suficientă pentru ca excitația să excite forma modului.

În plus, pot exista situații complexe de cuplare în care o excitație specifică va excita moduri improbabile prin mecanisme vibraționale cuplate. Prin compararea modurilor de excitație și a formelor modului natural, se poate forma o impresie dacă excitarea unei anumite frecvențe sau ordine armonică este riscantă/periculoasă pentru pompă. Experiența practică, testarea precisă și efectuarea verificărilor de referință sunt modalități de a evalua riscul în cazurile de rezonanță teoretică.

nealiniere

Nealinierea este o sursă majoră decaz împărțitvibratia pompei. Precizia limitată de aliniere a arborilor și cuplajelor este adesea o provocare cheie. Există adesea mici decalaje ale liniei centrale ale rotorului (decalaj radial) și conexiuni cu decalaje unghiulare, de exemplu datorită flanșelor de împerechere neperpendiculare. Așa că va exista întotdeauna unele vibrații din cauza nealinierii.

Când jumătățile de cuplare sunt înșurubate împreună cu forța, rotația arborelui produce o pereche de forțe de rotație datorate decalajului radial și o pereche de momente de încovoiere de rotație din cauza nealinierii. Pentru dezaliniere, această forță de rotație va apărea de două ori pe rotație a arborelui/rotor, iar viteza caracteristică de excitare a vibrației este de două ori viteza arborelui.

Pentru multe pompe, intervalul de viteză de funcționare și/sau armonicile sale interferează cu viteza critică (frecvența naturală). Prin urmare, scopul este de a evita rezonanțe periculoase, probleme și defecțiuni. Evaluarea riscului asociat se bazează pe simulări adecvate și pe experiența operațională.