Обертовий вал (або ротор) створює коливання, які передаються нарозділений корпуснасоса, а потім до навколишнього обладнання, трубопроводів і засобів. Амплітуда вібрації зазвичай змінюється залежно від швидкості обертання ротора/вала. При критичній швидкості амплітуда вібрації стає більшою, і вал вібрує в резонанс. Дисбаланс і зміщення є важливими причинами вібрації насоса. Однак існують інші джерела та форми вібрації, пов’язані з насосами.

Вібрація, особливо внаслідок дисбалансу та невідповідності, є предметом постійної уваги щодо роботи, продуктивності, надійності та безпеки багатьох насосів. Ключовим є системний підхід до вібрації, балансування, вирівнювання та моніторингу (моніторинг вібрації). Більшість досліджень нарозділений корпусвібрація насоса, баланс, вирівнювання та контроль стану вібрації є теоретичними.

Особливу увагу слід приділити практичним аспектам прийому на роботу, а також спрощеним методам і правилам (для операторів, інженерів і спеціалістів). У цій статті розглядається вібрація в насосах, а також тонкощі та тонкощі проблем, з якими ви можете зіткнутися.

Vібрації в PУМЗ

Розділена справа сumpsшироко використовуються на сучасних фабриках і підприємствах. З роками спостерігалася тенденція до швидших, потужніших насосів із кращою продуктивністю та меншим рівнем вібрації. Однак для досягнення цих складних цілей необхідно краще специфікувати, експлуатувати та обслуговувати насоси. Це означає кращий дизайн, моделювання, моделювання, аналіз, виробництво та обслуговування.

Надмірна вібрація може бути проблемою, що розвивається, або ознакою майбутньої несправності. Вібрація та пов’язані з нею удари/шум вважаються джерелом труднощів у роботі, проблем з надійністю, поломок, дискомфорту та проблем безпеки.

Vibrating Pмистецтво

Основні характеристики вібрації ротора зазвичай розглядаються на основі традиційних і спрощених формул. Таким чином, теоретично вібрацію ротора можна розділити на дві частини: вільну вібрацію та вимушену вібрацію.

Вібрація має дві основні складові: позитивну та негативну. У передньому компоненті ротор обертається по гвинтовій траєкторії навколо осі підшипника в напрямку обертання вала. І навпаки, при негативній вібрації центр ротора обертається по спіралі навколо осі підшипника в протилежному напрямку до обертання вала. Якщо насос побудований і добре працює, вільні вібрації зазвичай швидко зникають, що робить вимушені вібрації серйозною проблемою.

Існують різні проблеми та труднощі в аналізі вібрації, моніторингу вібрації та її розумінні. Загалом, із збільшенням частоти вібрації стає все важче розрахувати/проаналізувати кореляцію між вібрацією та експериментальними/фактичними показаннями через складні форми мод.

Фактичний насос і резонанс

Для багатьох типів насосів, таких як насоси зі змінною швидкістю, недоцільно розробити та виготовити насос із прийнятним запасом резонансу між усіма можливими періодичними збуреннями (збудженнями) та всіма можливими природними видами вібрації..

Резонансні умови часто неминучі, наприклад, електроприводи з регульованою швидкістю (VSD) або парові турбіни зі змінною швидкістю, газові турбіни та двигуни. На практиці насосний агрегат має мати відповідні розміри з урахуванням резонансу. Деякі резонансні ситуації насправді не є небезпечними через, наприклад, високе демпфування, пов’язане з режимами.

Для інших випадків слід розробити відповідні методи пом’якшення. Одним із методів пом’якшення є зменшення навантажень збудження, що діють на моди вібрації. Наприклад, сили збудження через дисбаланс і варіації ваги компонентів можна мінімізувати шляхом правильного балансування. Ці сили збудження зазвичай можуть бути зменшені на 70% до 80% від початкового/нормального рівня.

Для справжнього збудження в насосі (реального резонансу) напрямок збудження має відповідати формі природної моди, щоб природна мода могла збуджуватися цим навантаженням збудження (або дією). У більшості випадків, якщо напрямок збудження не відповідає формі природної моди, існує можливість співіснування з резонансом. Наприклад, згинальні збудження зазвичай не можуть збуджуватися на власній частоті кручення. У рідкісних випадках можуть існувати пов’язані крутильні поперечні резонанси. Ймовірність таких виняткових або рідкісних обставин повинна бути оцінена належним чином.

Найгіршим випадком для резонансу є збіг власної та збудженої форм моди на одній частоті. За певних умов достатньо деякої податливості, щоб збудження збуджувало форму моди.

Крім того, можуть існувати складні ситуації зв’язку, коли конкретне збудження збуджуватиме малоймовірні режими через пов’язані вібраційні механізми. Порівнюючи моди збудження та природні форми мод, можна сформувати враження, чи є збудження певної частоти або порядку гармоній ризикованим/небезпечним для насоса. Практичний досвід, точне тестування та контрольні перевірки є способами оцінити ризик у випадках теоретичного резонансу.

Невідповідність

Перекос є основним джереломрозділений корпусвібрація насоса. Обмежена точність центрування валів і муфт часто є основною проблемою. Часто є невеликі зміщення центральної лінії ротора (радіальне зміщення) і з’єднання з кутовими зміщеннями, наприклад, через неперпендикулярні сполучні фланці. Таким чином, завжди буде певна вібрація через зміщення.

Коли половини муфти примусово з’єднані болтами, обертання вала створює пару обертальних сил через радіальне зміщення та пару обертальних згинальних моментів через невідповідність. Для зсуву ця обертальна сила виникатиме двічі за один оберт вала/ротора, а характерна швидкість збудження вібрації вдвічі перевищує швидкість вала.

Для багатьох насосів робочий діапазон швидкості та/або його гармоніки впливають на критичну швидкість (власну частоту). Таким чином, мета полягає в тому, щоб уникнути небезпечних резонансів, проблем і несправностей. Оцінка пов’язаного ризику базується на відповідному моделюванні та досвіді експлуатації.