Блог

Aug 15, 2023

Вибрация насоса и стратегии устранения неполадок, часть 1

Вибрация — одно из наиболее распространенных измерений насосов и приводов для оценки работы и состояния оборудования. Вот несколько причин для измерения вибрации насоса: Если пользователь

Вибрация — одно из наиболее распространенных измерений насосов и приводов для оценки работы и состояния оборудования. Вот несколько причин для измерения вибрации насоса:

Если у пользователя возникает проблема с высокой вибрацией, у него, скорее всего, возникнут вопросы. Например: Это слишком высоко? Произошло или произойдет повреждение? Как выяснить причину? Все это логичные вопросы, но ответ, вероятно, сложен и требует понимания принципов вибрации, конструкции насоса, сил и динамики, создаваемых насосом, методов измерения, приборов, анализаторов и методологий устранения неполадок.

Вибрация насоса, единицы измерения, вынужденная вибрация, свободная вибрация и формы колебаний

Вибрацию можно описать как колебательное движение объекта вокруг его положения покоя, обусловленное взаимосвязью между силой реакции, массой, демпфированием и жесткостью. Изображение 1 иллюстрирует это колебательное движение и указывает на то, что вибрация говорит нам, насколько деталь движется или смещается. В начальной точке (красный) объект имеет нулевую амплитуду. Когда он переместился на 90 градусов (полностью вправо), он переместился на 1 мил. Затем он совершает обратное колебание, пересекая нулевую точку (красный) при 180 градусах, перемещаясь до -1 мил при 270 градусах (от полного влево), а затем обратно к нулевой точке, чтобы завершить один цикл. Обычно это перемещение измеряют по размаху смещения (pp), которое в данном случае составляет 2 мил.pp.

Иллюстрация на рисунке 1 упрощена и учитывает только один цикл свободной вибрации. Частота зависит от количества времени, необходимого для завершения цикла. Например, если этот колебательный цикл повторяется 10 раз в секунду, частота будет 10 Герц (Гц) или 600 циклов в минуту (cpm). Период времени, необходимый для завершения одного цикла, обратно пропорционален частоте или одной десятой секунды для примера 10 Гц. В этом примере используются милы на пиксель, что является распространенным способом представления амплитуд смещения. Изображение 2 иллюстрирует, что подразумевается под pp, а также показывает, что единицы измерения могут передаваться от нуля до пика (pk) и среднеквадратичного значения (RMS), как показано. Дополнительно проиллюстрирован период цикла во времени (T).

Для одночастотной знаковой волны, как показано на левом рисунке изображения 2, вибрация pp будет в два раза превышать пик, а среднеквадратическая вибрация будет в 0,707 раза превышать пик. Однако для временного сигнала, который не является одной частотой, определение значений pp, pk и среднеквадратичной вибрации не будет таким простым, но показано на правом рисунке на рисунке 2.

Другими единицами амплитуды являются скорость и ускорение. Скорость измеряет скорость вибрации объекта (дюймы в секунду), а ускорение измеряет скорость изменения скорости (G). Оба связаны со смещением, и амплитуда скорости и ускорения может быть рассчитана из смещения на основе частоты, как показано на рисунке 3. Становится очевидным, что при постоянной скорости (0,250 дюймов в секунду пиковое значение) смещение выражено, а ускорение ограничено на низких частотах. И наоборот, смещение ограничено, а ускорение выражено на высоких частотах.

Обычно единицы измерения амплитуды используются следующим образом:

Частота и период играют роль, поскольку вынужденные вибрации насоса обычно возникают как функция или интервал скорости вращения вала (x). Таким образом, необходимо понимать концепцию частот свободной вибрации и вынужденной вибрации. Вынужденная вибрация возникает из-за внешних сил (баланса, перекоса, трения и т. д.) на определенных частотах (Изображение 4). Другие вынужденные вибрации гидравлического характера (кавитация или рециркуляция) обычно приводят к ударам и вибрациям, которые не привязаны к целому числу скорости вращения вала. Множественные или порядковые значения этих вынужденных колебаний могут проявляться как гармоники (для лопастного прохода: 3x, 6x, 9x и т. д.).

Свободная вибрация — это колебания системы на собственных частотах. По сути, это частоты и формы колебаний, которые система будет вибрировать при естественном возбуждении. Если мы рассмотрим вертикальный насос и надземную конструкцию, то будет существовать собственная частота с формой моды, которая представляет собой отклонение, как показано на правом рисунке на рисунке 5. Это первая надземная собственная частота, называемая модой собственной частоты. критическая частота геркона (RCF). Как отмечалось в разделах XX и YY, значение RCF будет меняться в зависимости от направления. Обратите внимание, что существуют дополнительные собственные частоты и различные формы колебаний, которые, возможно, необходимо учитывать.