Причины вибрации центробежного насоса
Во многих случаях перед потребителем встает проблема вибрации центробежных насосных агрегатов, у которых в качестве привода используются электродвигатели.
Рассмотрим вопрос о том, как правильно и быстро установить причину.
Известно что повышенная вибрация значительно уменьшает надежность оборудования. В результате у насоса и двигателя могут выйти из строя подшипниковые узлы, а у электродвигателя может также наступить изгиб или излом вала, появиться трещина в станине статора или в торцовой крышке. В целом у насосного агрегата может повредиться опорная рама и фундамент.
Причины вибрации могут быть следующие:
— Нарушение правил эксплуатация насоса;
— Неправильная центровка с приводимым механизмом (насосом);
— Неудовлетворительное состояние (или некачественное изготовление) соединительной муфты, износ пальцев, несоосность отверстий под пальцы или несоосность полумуфт;
— Небаланс рабочего колеса (ротора) приводимого насоса, особенно часто встречающийся у насосов с высокой частотой вращения или насосов с динамически неотбалансированным рабочим колесом;
— Небаланс ротора электрического двигателя;
— Дефект подшипников насоса или электродвигателя;
— Дефекты фундамента и фундаментной рамы агрегата;
— Изгиб вала;
— Слабое крепление отдельных деталей насоса и электродвигателя (подшипников, торцовых крышек);
Практически в любой инструкции по эксплуатации насосного агрегата существует пункт о проведении пробного пуска электродвигателя отсоединенного от насоса для определения направления вращения. При этом нужно обратить особое внимание на вибрацию электродвигателя на холостом ходу. Если в момент пуска и на холостом ходу электродвигатель АИР работает без вибрации, то причины вибрации следует искать в износе пальцев, нарушении центровки, износе самих полумуфт или появлении дисбаланса в приводимом насосе.
Если же вибрация наблюдается на холостом ходу, то причина вибрации находится в самом двигателе. В этом случае следует проверить, не исчезает ли вибрация сразу же после отключения от сети. Исчезновение вибрации сразу же после отключения от сети указывает на наличие неравномерного зазора между ротором и статором.
Сильная вибрация при пуске на холостом ходу указывает на неравномерный зазор или на обрыв стержня в обмотке ротора. Если вибрация двигателя отсоединенного от насоса 1Д, после отключения от сети пропадает не сразу, а снижается постепенно по мере снижения числа оборотов, то причина — в небалансе ротора.
Вибрация по причине износа или дефектности подшипников электрического двигателя обнаруживается легко. Неисправный подшипник сильно шумит и греется.
В случае если вибрация электродвигателя на холостом ходу отсутствует, в первую очередь надо проверить центровку электродвигателя и насоса, а также состояние соединительной муфты.
Затем следует проверить соответствие режима эксплуатации насосного агрегата паспортным данным. Чаще всего здесь существуют две причины вибрации:
— Эксплуатация насоса вне рабочей зоны, которая указана в поле Q-H в паспорте. Проверяется по показанием манометра на выходе из насоса и регулируется задвижкой на напорном трубопроводе.
— Эксплуатация насоса в режиме кавитации (причиной могут быть не полностью открытая задвижка или засорение всасывающего трубопровода) . Проверяется показаниями вакуумметра на всасывающем трубопроводе и сравнивается с паспортными данными.
Источник
Вибрация центробежного насоса: причины и способы устранения
Центробежные насосы активно применяют в промышленной, пищевой и химических сферах, системах отопления и т.д. К их преимуществам относятся надежность, высокий КПД, стойкость к загрязненным носителям и т.д. При желании приобрести химические насосы такого типа вы можете, обратившись в нашу компанию. Иногда от оборудования исходит повышенная вибрация. Из-за чего же она возникает и как ее устранить?
Распространенные неисправности насосов
В первую очередь следует проверить состояние подшипников скольжения. Скорее всего, причина заключается в недостатке либо полном отсутствии смазки, особенно в районе контакта с шейкой вала. Для решения проблемы необходимо нанести на подшипники техническое масло. Это уменьшит уровень трения между деталями. Кроме того, вибрация может возникнуть из-за деформации либо износа подшипников; в этом случае их требуется заменить.
Достаточно часто причина проблемы заключается в неправильном положении ротора. Он может сдвинуться с места, например, вследствие механического воздействия на центробежный насос. Вибрация возникает вследствие переменных нагрузок на опоры ротора во время вращения. Для решения проблемы нужно придать ему исходное положение.
Если центробежный насос недавно ремонтировали, то, возможно, причиной вибрации является некачественная сборка. Неопытный сотрудник мог неправильно отрегулировать зазоры между подшипниками, допустить несовпадение осей (например, на рабочем валу) и т.д. Требуется осмотреть внутренности оборудования и при необходимости исправить ошибки монтажа.
Нередко причина вибрации заключается в ослаблении механических соединений деталей центробежного насоса. В этом случае нужно найти проблемный участок и затянуть их. Кроме того, необходимо проверить надежность крепления основания оборудования.
Наша компания предлагает не только насосы, но и уплотнения. Кроме того, обратившись к нам, вы сможете заказать арматуру, мотопомпы, электродвигатели, фильтры, счетчики и многое другое.
Источник
Причины вибрации насосных агрегатов и способы их устранения.
Основные причины вибрации насосных агрегатов обусловливаются механическими, электромагнитными и гидродинамическими явлениями, а также жесткостью опорных систем.
Краткая характеристика причин вибрации, позволяющая принять меры по их устранению, следующая.
— Неуравновешенность ротора (дисбаланс) — состояние ротора, характеризующееся таким распределением масс, которое во время вращения вызывает переменные нагрузки на опорах ротора и его изгиб
— Качество смазки подшипников скольжения. Основными причинами повышенных уровней вибрации являются силы трения между поверхностями подшипника и шейки вала, возникающие в результате неравномерной и неправильной смазки подшипников.
— Дефекты подшипников качения
— Некачественная сборка ( несовпадение осей, большие зазоры в подшипниках, дефекты шестерен зубчатых передач, ослабление механических соединений)
— Магнитные силы — проявляются у электродвигателей.
— Источники вибрации гидродинамического происхождения. Эти вибрации возникают в тех случаях, когда рабочее колесо насоса изготовлено недостаточно точно и различается по шагу, углу между лопастями, по длине, толщине и углам установки лопастей
— Специфический источник вибрации у насосов — кавитация, которая возникает при местном понижении давления в тех областях потока, где скорости достигают максимального значения, т.е. при обтекании тел. В результате возникающего при этом разрыва сплошности жидкости в ней образуются кавитационные полости — пузырьки или каверны, заполненные газом или паром. Захлопывание кавитационных пузырьков сопровождается значительным местным повышением давления и образованием ударной волны. При этом возникают вибрации
— Резонансные колебания элементов и узлов насосного агрегата. Наиболее опасны для механических систем, так как даже при сравнительно малых возмущениях могут возникнуть в них большие динамические напряжения.
Резонансные колебания могут возникнуть из-за близости рабочих частот вращающихся деталей агрегата
— Внешние причины. Насосные агрегаты имеют неразделенные или слабо разделенные фундаменты. В этих случаях вибрация передается через фундамент и может привести к ослаблению креплений и соединений, разрушению подшипниковых узлов и т.д.
Источник
Нефть, Газ и Энергетика
Блог о добычи нефти и газа, разработка и переработка и подготовка нефти и газа, тексты, статьи и литература, все посвящено углеводородам
Контроль работоспособности насосов по виброакустическим параметрам и температуре
После монтажа нового или отремонтированного насоса, проведения ремонта, замены муфты, установки рабочего колеса другого типоразмера проводятся измерения и фиксируются базовые значения вибрации, температуры и шума. При этом, если режим работы насосного агрегата лежит в диапазоне подач от 0,8 QHOM до 1,2 QHOM, насос допускается к эксплуатации при интенсивности вибрации на подшипниковых узлах не более 4,5 мм/с, на головках фундаментных болтов (лапах корпуса) — не более 1,0 мм/с.
В противном случае считается, что насос неисправен или его монтаж выполнен некачественно. Необходимо установить причины повышенной вибрации и устранить их.
Основные причины вибрации насосных агрегатов и характер их проявления представлены в табл. 4.4, там же рекомендованы способы устранения дефектов.
Основные причины вибрации насосных агрегатов обусловливаются механическими, электромагнитными и гидродинамическими явлениями, а также жесткостью опорных систем.
Краткая характеристика причин вибрации, позволяющая принять меры по их устранению, следующая.
А. Неуравновешенность ротора (дисбаланс) — состояние ротора, характеризующееся таким распределением масс, которое во время вращения вызывает переменные нагрузки на опорах ротора и его изгиб. Это наиболее общая из частот встречающаяся причина вибрации. Максимальная амплитуда вибрации при дисбалансе имеет радиальное направление.
Частота вибрации (в Гц), характерная для дисбаланса, равна:
где п — частота вращения ротора в минуту.
Б. Качество смазки подшипников скольжения. Основными причинами повышенных уровней вибрации являются:
а) силы трения между поверхностями подшипника и шейки
вала, возникающие в результате неравномерной и неправильной смазки подшипников; в неправильно смазанных подшипниках возникает контакт поверхностей вала и подшипника и появляется скрип в результате скачкообразного движения шейки вала и поверхности опоры, эти колебания происходят на субгармониках частоты вращения, т.е. 1/2 и 1/3 основной частоты вращения; максимальная амплитуда вибрации имеет радиальное направление;
б) вихревая смазка, она определяется на частоте, близкой к половинной основной частоты вращения; эта вибрация является процессией вала в подшипнике под влиянием смазки; пленка смазки, непосредственно соприкасающаяся с валом в граничном слое, вращается со скоростью вала, а пленка, находящаяся на неподвижной поверхности подшипника, неподвижна; средняя частота вращения смазки примерно равна половине часто ты вращения вала и является частотой его процессии в зазоре подшипника; максимальная амплитуда вибрации имеет радиальное направление.
В. Дефекты подшипников качения характеризуются высокочастотной составляющей, с частотой равной — п • f и кратными ей (п — число тел качения, f — оборотная частота).
Г. Некачественная сборка — основные неисправности этой группы — несовпадение осей, большие зазоры в подшипниках, дефекты шестерен зубчатых передач, ослабление механических соединений и т.д. Основная особенность этой группы причин — зависимость амплитуды вибрации от оборотной частоты и нагрузки.
Наиболее распространенный дефект этой группы -несоосность характеризуется значительной вибрацией в аксиальном направлении. Следует отметить, что несоосность идентифицируется по различным гармоническим составляющим частоты вращения, чаще всего по второй. Однозначно оценить несоосность по какой-либо гармонической составляющей частоты вращения в настоящее время не представляется возможным из-за сложности и недостаточной изученности динамических процессов, возникающих при указанной неисправности.
Д. Магнитные силы — проявляются у электродвигателей. Характеризуются вибрацией на частоте питающей сети и ей кратных.
Е. Источники вибрации гидродинамического происхождения. Эти вибрации возникают в тех случаях, когда рабочее колесо насоса изготовлено недостаточно точно и различается по шагу, углу между лопастями, по длине, толщине и углам установки лопастей. Силы, действующие на отдельные лопасти рабочего колеса, при этом не уравновешиваются и создают вибрацию с частотой f. Силы, ее вызывающие, существенно меньше сил от механической неуравновешенности и могут быть обнаружены, когда ротор хорошо отбалансирован.
Гидродинамическими источниками колебаний могут быть динамические составляющие радиальных и осевых сил, действующих на ротор насоса и обусловленных неравномерностью распределений давлений в проточных каналах насоса. Пульсации этих сил являются сложными колебаниями, содержащими компоненты на частоте вращения f, лопастной частоте Z-f (Z — число лопаток) и их гармоники — k-f и k-Z-f (k — 1, 2, 3. — номер гармоники).
Работа насоса с отклонениями от номинальной подачи или с недостаточным подпором на входе -одна из частых причин повышенной вибрации. По возможности, режим насоса следует привести к номинальному, что обычно снижает вибрацию агрегата, если она была вызвана гидродинамическими явлениями режимного характера.
Ж. Специфический источник вибрации у насосов — кавитация, которая возникает при местном понижении давления в тех областях потока, где скорости достигают максимального значения, т.е. при обтекании тел. В результате возникающего при этом разрыва сплошности жидкости в ней образуются ка-витационные полости — пузырьки или каверны, заполненные газом или паром.
Захлопывание кавитационных пузырьков сопровождается значительным местным повышением давления и образованием ударной волны. При этом возникают вибрации, охватывающие широкую область частот от 1000 Гц и выше.
И. Резонансные колебания элементов и узлов насосного агрегата. Наиболее опасны для механических систем, так как даже при сравнительно малых возмущениях могут возникнуть в них большие динамические напряжения.
Резонансные колебания могут возникнуть из-за близости рабочих частот вращающихся деталей агрегата или кратных им частот; из-за изменения условий работы подшипников, способствующих приближению собственных частот агрегата к рабочим частотам; из-за дефектов фундамента (оседание фундамента, нарушение металлоконструкций, ослабление анкерных болтов агрегата и т.п.). Направление максимальной вибрации любое.
К. Внешние причины. Насосные агрегаты имеют неразделенные или слабо разделенные фундаменты. В этих случаях вибрация передается через фундамент и может привести к ослаблению креплений и соединений, разрушению подшипниковых узлов и т.д.
В случае близости рабочих частот вращения агрегатов наведенная вибрация может быть обнаружена по тому, что измеренные колебания будут иметь вид биений. Направление максимальной вибрации любое.
При проведении измерений необходимо попытаться разделить перечисленные источники повышенной вибрации НА. При наличии повышенной вибрации подшипниковых опор агрегата необходимо проверить жесткость крепления подшипниковых опор к корпусу или раме, жесткость крепления корпуса насоса и рамы двигателя к фундаменту. Повышенная вибрация в горизонтальной плоскости указывает на уменьшение жесткости в горизонтальных направлениях.
При нормальной жесткости опоры ее колебания во всех направлениях равномерно уменьшаются при приближении к плоскости крепления и не уменьшаются в случае ослабления крепления опоры к раме или корпусу. Имеет место резкое различие величин колебаний и фаз при замере вибрации опоры и рамы в близлежащих точках при ослаблении жесткости.
При отрыве рамы или корпуса от фундамента, их вибрация по величине и фазе будут резко отличаться от вибрации фундамента. Если жесткость находится в допустимых пределах, вибрация фундамента и агрегата в близлежащих точках будет одного значения.
Л. Изменение вибрации подшипниковых опор при уменьшении тока возбуждения синхронного электродвигателя свидетельствует о наличии короткозамкнутых витков в обмотке ротора или неравномерном радиальном воздушном зазоре между ротором и статором электродвигателя. При уменьшении тока возбуждения вибрации от замыкания в роторе снижается без задержки во времени, а при снятии возбуждения исчезает совсем.
Сравнение и анализ изменения величин вибрации насосного агрегата, эксплуатируемого на различных подачах, необходимо проводить по приведенным к номинальной подаче величинам вибрации.
Источник
