Аномальная вибрация насосов является ключевым показателем для оценки их надежности. Причиной могут быть многочисленные факторы. многоступенчатый насос Вибрации, в том числе, из-за условий потока воды, сложности движения жидкости, динамико-статического равновесия и высокоскоростного вращения компонентов, — все это может поставить под угрозу стабильность работы насоса. Ниже представлен всесторонний анализ причин вибраций насоса.
Валы насосов имеют чрезмерно большую длину, что делает их подверженными динамическому трению между движущимися компонентами (приводным валом) и неподвижными частями (подшипниками скольжения или уплотнительными кольцами) из-за недостаточной жесткости насоса, чрезмерного прогиба или неправильного соосного расположения валов. Это трение вызывает вибрацию насоса. Увеличенная длина вала также усиливает вибрации в погружной части многоступенчатых насосов при воздействии ударов потока воды. Кроме того, чрезмерный зазор в балансировочном диске вала или неправильная регулировка осевого перемещения могут вызывать низкочастотные колебания вала, приводящие к вибрации подшипников и эксцентриситету вращательного вала, что, в свою очередь, может привести к изгибным вибрациям вала.
Метод контактной фиксации между рамой приводного агрегата и фундаментом является неоптимальным, что приводит к недостаточной способности фундамента и системы двигателя поглощать, передавать и изолировать вибрации. Это вызывает чрезмерный уровень вибрации в обоих компонентах, что приводит к ослаблению фундамента насоса. Во время монтажа насосный агрегат может образовать упругий фундамент или испытывать снижение жесткости фундамента из-за кавитации при погружении в масло, что приводит к критической скорости вращения с фазовым сдвигом в 180 градусов относительно вибрации. Это увеличивает частоту вибрации насоса, и если повышенная частота совпадает с частотой внешнего фактора, это усиливает амплитуду многоступенчатой вибрации насоса. Кроме того, ослабленные анкерные болты фундамента снижают жесткость крепления, усугубляя вибрацию двигателя.
Неправильное расстояние между болтами муфты по окружности, нарушение симметрии, эксцентриситет в удлинительной части муфты, чрезмерный допуск на конусность, плохая статическая или динамическая балансировка, слишком тугое соединение с эластичным штифтом, потеря функции саморегулирования эластичного штифта, вызывающая несоосность, чрезмерный зазор в муфте вала, механический износ резинового кольца муфты, приводящий к снижению герметичности, и непостоянное качество используемых в муфте болтов передачи — все эти факторы могут вызывать вибрацию в многоступенчатых насосах.
Асимметричное поле давления, возникающее при вращении рабочего колеса; образование вихрей во всасывающих баках и впускных патрубках; генерация и рассеивание вихрей внутри рабочего колеса, спирального корпуса и направляющих лопаток; вихревая вибрация, вызванная полуоткрытым клапаном; неравномерное распределение давления на выходе из-за ограниченного количества лопаток рабочего колеса; отрыв потока внутри рабочего колеса; помпаж; пульсация давления в каналах потока; кавитация; поток воды в корпусе насоса, вызывающий трение и удары, например, удар воды о язычок и передние кромки направляющих лопаток, что приводит к вибрации; насосы подачи воды в котлы, перекачивающие высокотемпературную воду, подвержены вибрации, вызванной кавитацией; пульсации давления в корпусе насоса, в основном вызванные чрезмерным зазором между уплотнительным кольцом рабочего колеса и уплотнительным кольцом корпуса насоса, что приводит к значительной внутренней утечке, сильному обратному потоку и последующему несбалансированному осевому усилию на роторе и пульсациям давления, которые усиливают вибрацию.
Кроме того, в случае использования насосов для горячей воды из нержавеющей стали в системах горячего водоснабжения неравномерный предварительный нагрев перед запуском или неисправность системы скользящих штифтов могут вызывать термическое расширение в насосном узле, что приводит к сильным вибрациям во время запуска. Если внутренние напряжения, вызванные термическим расширением, не могут быть сняты, это может изменить жесткость системы опоры вала. Когда измененная жесткость становится кратной угловой частоте системы, возникает резонанс.
Незакрепленные конструктивные элементы двигателя, незакрепленные устройства позиционирования подшипников, чрезмерно незакрепленные листы кремниевой стали в железном сердечнике и снижение жесткости опор подшипников из-за износа — все это может вызывать вибрации. Эксцентричное распределение массы, изгиб ротора или неравномерное распределение массы, вызванные проблемами качества, могут привести к чрезмерным отклонениям статической и динамической балансировки.
Кроме того, поломка стержней короткозамкнутого ротора асинхронных двигателей может вызывать вибрации из-за дисбаланса между магнитной силой, действующей на ротор, и его моментом инерции. К другим факторам, способствующим этому, относятся потеря фазы в двигателе и дисбаланс напряжения питания между фазами. Что касается обмоток статора, низкое качество монтажа может привести к дисбалансу сопротивления между фазами, что вызывает неравномерное распределение магнитного поля. Это создает несбалансированные электромагнитные силы, которые действуют как силы возбуждения, в конечном итоге вызывая вибрации.
Каждый насос имеет свою номинальную рабочую точку. Соответствие фактических условий эксплуатации проектным характеристикам существенно влияет на динамическую устойчивость насоса. Хотя насосы работают более стабильно в проектных условиях, переменные условия эксплуатации могут вызывать усиление вибрации из-за радиальных сил, возникающих в рабочем колесе. Такие факторы, как неправильный выбор одного насоса или параллельная работа несовместимых моделей насосов, могут способствовать вибрации в многоступенчатых насосах.
Недостаточная жесткость подшипника снижает первую критическую скорость, что приводит к вибрации. Плохая работа направляющих подшипников, например, недостаточная износостойкость, неправильная фиксация или чрезмерный зазор между втулкой подшипника и подшипником, также может вызывать вибрации. Кроме того, износ упорных и других подшипников качения может усиливать как осевое перемещение, так и изгибные колебания. Неисправности смазки — такие как неправильный выбор смазки, ухудшение качества масла, избыток примесей или засорение смазочных линий — могут ухудшить состояние подшипников и вызвать вибрации. Автоколебания в масляной пленке подшипников скольжения двигателя также могут способствовать нестабильности работы.
Опора выходного трубопровода насоса недостаточно жесткая, что приводит к чрезмерной деформации, прижимающей трубопровод к корпусу насоса. Это вызывает повреждение из-за несоосности корпуса насоса и двигателя. Во время монтажа трубопровод испытывает чрезмерную нагрузку, что приводит к высокому внутреннему напряжению при соединении входного и выходного трубопроводов с насосом. Ненадежные соединения во входном и выходном трубопроводах снижают или даже сводят на нет жесткость крепления, вызывая частичное или полное разрушение выходного канала потока. Осколки могут застревать в рабочем колесе, препятствуя движению по трубопроводу. Такие проблемы, как воздушные пробки на выходе, отсутствующие или неправильно открытые водосбросные клапаны, попадание воздуха на вход, неравномерные поля потока и колебания давления, могут прямо или косвенно вызывать вибрации в многоступенчатом насосе и его трубопроводах.
Вал двигателя и вал насоса имеют отклонения в соосности. В месте соединения вала двигателя и вала насоса используется муфта, но ее соосность не соответствует спецификации. Это приводит к повышенному износу расчетного зазора между подвижными и неподвижными компонентами (например, между ступицей рабочего колеса и уплотнительным кольцом). Кроме того, зазор между кронштейном промежуточного подшипника и цилиндром насоса превышает стандарт, а зазор уплотнительного кольца отрегулирован неправильно. Все эти факторы в совокупности создают дисбаланс, приводящий к неравномерному зазору вокруг уплотнительного кольца. Такие проблемы, как несоответствие уплотнительного кольца пазу или несовпадение разделительной пластины с пазом, могут привести к подобным неполадкам. Все эти неблагоприятные факторы способствуют вибрации многоступенчатого насоса.
Эксцентриситет рабочего колеса насоса возникает из-за недостаточного контроля качества в процессе производства, например, из-за дефектов литья или недостаточной точности механической обработки. При работе с агрессивными жидкостями каналы потока рабочего колеса могут подвергаться эрозии, что приводит к смещению. Ключевые факторы включают правильное количество лопаток, оптимальный угол выхода, соответствующий угол обхвата и правильное радиальное расстояние между горловиной и выходным краем рабочего колеса. Во время работы первоначальный контакт между кольцом горловины рабочего колеса и кольцом горловины корпуса насоса, а также трение между втулками ступеней и втулками перегородок перерастают из первоначального контакта в механический износ, в конечном итоге усиливая вибрацию насоса.
IPv6 network supported.