Rotujúci hriadeľ (alebo rotor) vytvára vibrácie, ktoré sa prenášajú narozdelený prípadčerpadlo a potom do okolitých zariadení, potrubí a zariadení. Amplitúda vibrácií sa vo všeobecnosti mení s rýchlosťou otáčania rotora/hriadeľa. Pri kritickej rýchlosti sa amplitúda vibrácií zväčší a hriadeľ vibruje v rezonancii. Nevyváženosť a nesúososť sú dôležitými príčinami vibrácií čerpadla. S čerpadlami sú však spojené aj iné zdroje a formy vibrácií.

Vibrácie, najmä v dôsledku nevyváženosti a nesúosovosti, sú stálym stredobodom záujmu o prevádzku, výkon, spoľahlivosť a bezpečnosť mnohých čerpadiel. Kľúčom je systematický prístup k vibráciám, vyrovnávaniu, vyrovnávaniu a monitorovaniu (monitorovanie vibrácií). Väčšina výskumov narozdelený prípadmonitorovanie vibrácií, vyváženia, vyrovnania a vibrácií čerpadla je teoretické.

Osobitná pozornosť by sa mala venovať praktickým aspektom žiadosti o zamestnanie, ako aj zjednodušeným metódam a pravidlám (pre operátorov, inžinierov závodu a špecialistov). Tento článok pojednáva o vibráciách v čerpadlách a o zložitosti a jemnosti problémov, s ktorými sa môžete stretnúť.

Vibrácie v PUMP

Rozdelené puzdro pumpssú široko používané v moderných továrňach a zariadeniach. V priebehu rokov sa objavil trend smerom k rýchlejším, výkonnejším čerpadlám s lepším výkonom a nižšou úrovňou vibrácií. Na dosiahnutie týchto náročných cieľov je však potrebné čerpadlá lepšie špecifikovať, prevádzkovať a udržiavať. To sa premieta do lepšieho dizajnu, modelovania, simulácie, analýzy, výroby a údržby.

Nadmerné vibrácie môžu byť rozvíjajúcim sa problémom alebo príznakom hroziaceho zlyhania. Vibrácie a súvisiace otrasy/hluk sa považujú za zdroj prevádzkových ťažkostí, problémov so spoľahlivosťou, porúch, nepohodlia a obáv o bezpečnosť.

Vibrovanie Pumenie

Základné charakteristiky vibrácií rotora sú zvyčajne diskutované na základe tradičných a zjednodušených vzorcov. Týmto spôsobom možno vibrácie rotora teoreticky rozdeliť na dve časti: voľné vibrácie a vynútené vibrácie.

Vibrácie majú dve hlavné zložky, pozitívnu a negatívnu. V prednom komponente sa rotor otáča pozdĺž špirálovej dráhy okolo osi ložiska v smere otáčania hriadeľa. Naopak, pri negatívnych vibráciách sa stred rotora špirálovito otáča okolo osi ložiska v opačnom smere ako rotácia hriadeľa. Ak je čerpadlo dobre skonštruované a prevádzkované, voľné vibrácie zvyčajne rýchlo upadnú, takže vynútené vibrácie sú hlavným problémom.

Pri analýze vibrácií, monitorovaní vibrácií a ich pochopení existujú rôzne výzvy a ťažkosti. Vo všeobecnosti, keď sa frekvencia vibrácií zvyšuje, je čoraz ťažšie vypočítať/analyzovať koreláciu medzi vibráciami a experimentálnymi/skutočnými hodnotami v dôsledku zložitých tvarov režimov.

Aktuálne čerpadlo a rezonancia

Pre mnohé druhy čerpadiel, ako sú čerpadlá s možnosťou premenlivých otáčok, je nepraktické navrhovať a vyrábať čerpadlo s primeranou rezervou v rezonancii medzi všetkými možnými periodickými poruchami (excitáciami) a všetkými možnými prirodzenými režimami vibrácií..

Často sa nedá vyhnúť rezonančným podmienkam, ako sú pohony s premenlivými otáčkami motora (VSD) alebo parné turbíny s premenlivou rýchlosťou, plynové turbíny a motory. V praxi by mal byť čerpací agregát zodpovedajúcim spôsobom dimenzovaný s ohľadom na rezonanciu. Niektoré rezonančné situácie nie sú v skutočnosti nebezpečné, napríklad kvôli vysokému tlmeniu v režimoch.

V iných prípadoch by sa mali vyvinúť vhodné metódy na zmiernenie. Jedným zo spôsobov zmiernenia je zníženie budiaceho zaťaženia pôsobiaceho na vibračné režimy. Napríklad budiace sily spôsobené nevyváženosťou a zmenami hmotnosti komponentov možno minimalizovať správnym vyvážením. Tieto excitačné sily môžu byť typicky znížené o 70 % až 80 % z pôvodnej/normálnej úrovne.

Pre skutočnú excitáciu v pumpe (skutočnú rezonanciu) by sa smer budenia mal zhodovať s tvarom prirodzeného módu, aby mohol byť prirodzený mód excitovaný týmto excitačným zaťažením (alebo pôsobením). Vo väčšine prípadov, ak smer budenia nezodpovedá tvaru prirodzeného režimu, existuje možnosť koexistencie s rezonanciou. Napríklad ohybové excitácie vo všeobecnosti nemožno vybudiť pri prirodzenej frekvencii krútenia. V zriedkavých prípadoch môžu existovať spojené torzné priečne rezonancie. Pravdepodobnosť takýchto výnimočných alebo zriedkavých okolností by sa mala primerane posúdiť.

Najhorším prípadom pre rezonanciu je zhoda tvarov prirodzeného a excitovaného režimu pri rovnakej frekvencii. Za určitých podmienok je určitá poddajnosť dostatočná na to, aby excitácia vybudila tvar režimu.

Okrem toho môžu existovať zložité spojovacie situácie, keď špecifická excitácia bude excitovať nepravdepodobné režimy prostredníctvom spojených vibračných mechanizmov. Porovnaním režimov budenia a tvarov prirodzených režimov možno vytvoriť dojem, či je budenie určitej frekvencie alebo harmonického poriadku pre čerpadlo riskantné/nebezpečné. Praktické skúsenosti, presné testovanie a spustenie referenčných kontrol sú spôsoby, ako posúdiť riziko v prípadoch teoretickej rezonancie.

vychýlenie

Nesúososť je hlavným zdrojomrozdelený prípadvibrácie čerpadla. Obmedzená presnosť súososti hriadeľov a spojok je často kľúčovou výzvou. Často sa vyskytujú malé odchýlky osi rotora (radiálne posunutie) a spojenia s uhlovými odchýlkami, napríklad v dôsledku nekolmých protiľahlých prírub. Takže vždy budú existovať nejaké vibrácie v dôsledku nesprávneho nastavenia.

Keď sú polovice spojky násilne zoskrutkované, rotácia hriadeľa vytvára pár rotačných síl v dôsledku radiálneho odsadenia a pár rotačných ohybových momentov v dôsledku nesúosovosti. V prípade nesúosovosti sa táto rotačná sila vyskytne dvakrát na otáčku hriadeľa/rotora a charakteristická rýchlosť budenia vibrácií je dvojnásobkom rýchlosti hriadeľa.

U mnohých čerpadiel interferuje rozsah prevádzkových otáčok a/alebo ich harmonické s kritickými otáčkami (vlastná frekvencia). Cieľom je preto vyhnúť sa nebezpečným rezonanciám, problémom a poruchám. Súvisiace hodnotenie rizík je založené na vhodných simuláciách a prevádzkových skúsenostiach.