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:

f = n, 60

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.

ищи здесь, есть все, ну или почти все