La vibración es un indicador importante para evaluar la confiabilidad operativa de las unidades de bomba de agua. Los peligros de la vibración excesiva incluyen principalmente: vibración que hace que la unidad de la bomba funcione mal; Causando vibración del motor y las tuberías, lo que resulta en daños a la máquina y lesiones a las personas; Causando daños a los rodamientos y otros componentes; Causando componentes de conexión sueltos, grietas de cimientos o daños al motor; Causando accesorios o válvulas sueltas o dañadas conectadas a la bomba de agua; Generar ruido de vibración.
Las causas de la vibración de la bomba son multifacéticas. El eje de la bomba generalmente está conectado directamente al eje del motor de accionamiento, lo que provoca el rendimiento dinámico de la bomba y el rendimiento dinámico del motor interferirán entre sí; Hay muchos componentes giratorios de velocidad - de alta velocidad, y el equilibrio dinámico y estático puede cumplir con los requisitos; Los componentes que interactúan con los fluidos se ven muy afectados por condiciones de flujo de agua; La complejidad del movimiento de fluido en sí también es un factor que limita la estabilidad del rendimiento dinámico de la bomba.
motor
Los componentes estructurales del motor están sueltos, el dispositivo de posicionamiento del rodamiento está suelto, la lámina de acero de silicio de núcleo de hierro está demasiado floja y la rigidez del soporte del rodamiento disminuye debido al desgaste, lo que puede causar vibraciones. Distribución desigual de la masa del rotor causada por la excentricidad de la calidad, la flexión del rotor o los problemas de distribución de calidad, lo que resulta en un equilibrio estático y dinámico excesivo. Además, las barras de jaula de ardilla del rotor del motor de la jaula de la ardilla se rompen, lo que provoca un desequilibrio entre la fuerza de campo magnético que actúa sobre el rotor y la fuerza de inercia rotacional del rotor, lo que resulta en vibración. Otras razones, como la pérdida de fase motora y la fuente de alimentación desequilibrada de cada fase, también pueden causar vibración. El devanado del estator del motor, debido a problemas de calidad en el proceso de instalación, provoca un desequilibrio en la resistencia entre los devanados de cada fase, lo que resulta en un campo magnético desigual y una fuerza electromagnética desequilibrada, que se convierte en la fuerza de excitación y causa vibración.
Soporte de base y bomba
El formulario de fijación de contacto entre el cuadro del dispositivo de accionamiento y la base no es buena, y la base y el sistema del motor tienen una mala capacidad para absorber, transmitir y aislar vibraciones, lo que resulta en vibraciones excesivas de la base y el motor. Si la base de la bomba de agua está suelta, o si la unidad de la bomba de agua forma una base elástica durante la instalación, o si la rigidez de la base se debilita debido a las burbujas de inmersión en aceite, la bomba de agua producirá otra velocidad crítica con una diferencia de fase de 1800 de la vibración, aumentando así la frecuencia de vibración de la bomba de agua. Si la frecuencia aumentada es cercana o igual a la frecuencia de un factor externo, aumentará la amplitud de la bomba de agua. Además, el aflojamiento de los pernos de anclaje de cimientos conduce a una disminución en la rigidez de la restricción, lo que intensificará la vibración del motor.
enganche
El espacio circunferencial de los pernos de conexión de acoplamiento es deficiente, y la simetría está dañada; La excentricidad de la junta de extensión de acoplamiento generará fuerza excéntrica; El grado cónico del acoplamiento excede la tolerancia; Mal equilibrio estático o dinámico del acoplamiento; El ajuste apretado entre el pasador elástico y el acoplamiento hace que el pasador de la columna elástica pierda su función de ajuste elástico, lo que resulta en una mala alineación del acoplamiento; El espacio libre entre el acoplamiento y el eje es demasiado grande; El desgaste mecánico del anillo de goma de acoplamiento conduce a una disminución en el rendimiento de ajuste del anillo de goma de acoplamiento; La calidad de los pernos de transmisión utilizados en el acoplamiento no es igual entre sí. Todas estas razones pueden causar vibración.
impulso
① La calidad del impulsor es excéntrica. Control de mala calidad durante el proceso de fabricación del impulsor, como la calidad inadecuada de la fundición y la precisión del mecanizado; O el líquido transmitido puede ser corrosivo, causando erosión y corrosión del canal de flujo del impulsor, lo que resulta en la excentricidad del impulsor.
② Si el número de cuchillas, el ángulo de salida, el ángulo del paquete y la distancia radial entre el deflector de la garganta y el borde de salida del impulsor son apropiados.
③ La fricción inicial entre el anillo de la boca del impulsor y el anillo de la boca del cuerpo de la bomba, así como entre el revestimiento entre etapa y el revestimiento de deflectación, se convierte gradualmente en desgaste de fricción mecánica, lo que intensificará la vibración de la bomba.
Tubería y su instalación y fijación
La rigidez del soporte de la tubería de salida de la bomba es insuficiente y la deformación es demasiado grande, lo que hace que la tubería se presione en el cuerpo de la bomba, lo que resulta en el daño neutro del cuerpo y el motor de la bomba; La tubería está sujeta a demasiada presión durante la instalación, lo que resulta en un alto estrés interno al conectar las tuberías de entrada y salida a la bomba; Tuberías sueltas de entrada y salida, disminución o incluso de rigidez de restricción fallida; El canal de flujo de salida está completamente roto, y los fragmentos están atascados en el impulsor; La tubería no es suave, como los bolsillos de aire en la salida; La válvula de salida se ha caído o no está abierta; Hay una entrada de aire en la entrada de agua, campo de flujo desigual y fluctuaciones de presión. Estas razones pueden causar vibración directa o indirectamente en bombas y tuberías.
Rodamientos y lubricación
La rigidez del rodamiento es demasiado baja, lo que puede causar una disminución en la primera velocidad crítica y vibración. Además, el bajo rendimiento del rodamiento de la guía conduce a una resistencia al desgaste deficiente, una mala fijación y un espacio libre excesivo entre las conchas de rodamiento, lo que también puede causar fácilmente vibraciones; El desgaste de los rodamientos de empuje y otros rodamientos de rodadura intensificarán las vibraciones longitudinales y de flexión del eje. Las fallas de lubricación causadas por una selección inadecuada, deterioro, contenido de impureza excesivo y pobres tuberías de lubricación del aceite lubricante pueden conducir a la deterioro de las condiciones de rodamiento y la vibración. La película de aceite excitado - del rodamiento deslizante del motor eléctrico también puede generar vibración.
Medidas para reducir la vibración
Eliminar la vibración del proceso de diseño y fabricación
1) Diseño del eje. Aumente el número de cojinetes de soporte para el eje de transmisión, reduzca el espacio de soporte, reduzca la longitud del eje dentro de un rango apropiado, aumente el diámetro del eje adecuadamente y aumente la rigidez del eje; Cuando la velocidad del eje de la bomba aumenta y se acerca gradualmente o es un múltiplo entero de la frecuencia de vibración natural del rotor de la bomba, la bomba vibrará violentamente. Por lo tanto, en el diseño, la frecuencia natural del eje de transmisión debe evitar la frecuencia angular del rotor del motor; Mejore la calidad de fabricación del eje, evite la excentricidad de la calidad y las tolerancias excesivas de forma y posición.
2) Selección de rodamientos deslizantes. Adoptar rodamientos deslizantes que no requieren lubricación; En las bombas químicas como los hidrocarburos líquidos, los materiales de cojinete deslizante deben estar hechos de materiales con buenas propiedades lubricantes -, como politetrafluoroetileno; En las bombas de agua de pozos profundos, el revestimiento de guía está lleno de materiales como politetrafluoroetileno, grafito y polvo de cobre, y su estructura está diseñada razonablemente para garantizar una fijación confiable de los cojinetes deslizantes; Los pares de fricción con coeficientes de baja fricción, como el material de grafito M20LK y el acero, se usan en el anillo de sellado del impulsor y el anillo de sellado del cuerpo de la bomba; Limitar la velocidad máxima; Mejore la capacidad de soporte de la cubierta y la rigidez del asiento del rodamiento.
3) Use un sistema de alivio del estrés. Para las bombas que transportan agua caliente, el diseño debe liberar la tensión estructural entre las piezas de conexión causadas por la deformación del cuerpo de la bomba, como agregar mangas de perno en los pernos de anclaje del cuerpo de la bomba para evitar el contacto directo entre el cuerpo de la bomba y la base altamente rígida.
Precauciones para el diseño hidráulico de bombas de agua
1) Diseñe razonablemente el impulsor y el canal de flujo de la bomba de agua para minimizar la cavitación y la separación de flujo dentro del impulsor; Seleccione razonablemente parámetros, como el número de cuchilla, el ángulo de salida de la cuchilla, el ancho de la cuchilla y el coeficiente de desplazamiento de la salida de la cuchilla para eliminar la joroba de la curva de cabeza; Se cree que la distancia entre la salida del impulsor de la bomba y la lengua de la cubierta de caracol es una décima parte del diámetro exterior del impulsor, y la presión pulsante se minimiza; Incline el borde de salida de la cuchilla en un ángulo de aproximadamente 20 grados para reducir el impacto; Asegúrese de la autorización entre el impulsor y la voluta; Mejorar la eficiencia de trabajo de la bomba. Al mismo tiempo, optimice el diseño del canal de salida de la bomba y otros canales relacionados para reducir la vibración causada por las pérdidas hidráulicas. Diseñar razonablemente la cámara de succión en la sección de entrada de varias bombas, así como la estructura mecánica de la etapa de compresión, puede reducir los pulsos de presión, garantizar un campo de flujo estable, mejorar la eficiencia de la bomba, reducir la pérdida de energía y también mejorar la estabilidad del rendimiento dinámico de la vibración de la bomba.
2) La vibración de cavitación es una parte importante de la vibración de la bomba. Cuando la presión de población de la bomba es menor que la presión de suma a la temperatura del agua correspondiente, se producirá cavitación acompañada de vibraciones severas. Las medidas para reducir la cavitación incluyen: al determinar la altura de instalación de la bomba de agua, lo que hace que la asignación de cavitación efectiva del dispositivo sea mayor que la asignación mínima de cavitación del dispositivo de la bomba; Aumente adecuadamente el diámetro de la tubería de entrada, acorte la longitud de la tubería de entrada, reduzca los accesorios de la tubería, se esfuerce por minimizar la tasa de cambio de la sección de flujo y mejorar la rugosidad de la pared de la tubería; Reduzca el número de curvas y aumente el ángulo de giro de la tubería; Reducir la velocidad de trabajo de la bomba de agua; Utilizando materiales que resisten la cavitación, como el acero inoxidable, o la aplicación de resina epoxi a las áreas propensas a la cavitación; El diseño del canal de entrada debe ser razonable, esforzarse por la suavidad, garantizar una distribución uniforme de la velocidad y presión del flujo de agua que ingresa al impulsor y evitando áreas locales de presión -}; Mejorar la calidad de la fabricación y el procesamiento para evitar la velocidad de flujo local excesiva y la caída de presión causada por el perfil de cuchilla inexacta; Mejore el rendimiento contra la cavitación del dispositivo de la bomba, incluida la instalación de un refuerzo hidráulico en la entrada de la bomba, la estructura del refuerzo, aumentando el cabezal de succión de la bomba, aumentando así la asignación de cavitación del dispositivo de la bomba; Aumentar la altura geométrica del flujo de retroceso; Minimizar la pérdida de la cabeza de la tubería de entrada tanto como sea posible; Adoptando una bomba de doble succión.
Las causas de la vibración de la bomba incluyen razones mecánicas, hidráulicas y eléctricas. El control de vibración refleja la tecnología de procesamiento mecánica, el nivel operativo del personal de instalación mecánica, la calidad de los operadores de la bomba de agua, la funcionalidad del software de diseño hidráulico, el estado de rendimiento de varios materiales y el rendimiento de los instrumentos de monitoreo. En el trabajo práctico, la eliminación de la vibración requiere una combinación de experiencia y análisis teórico, combinando el análisis del mecanismo de vibración con los datos obtenidos de los instrumentos de detección reales. Se pueden eliminar muchas vibraciones mejorando la calidad de diseño y instalación, mejorando el dominio operativo y el fortalecimiento del mantenimiento diario. Con el desarrollo de la nueva tecnología de materiales y la aparición de nuevos procesos, así como el avance de la tecnología informática electrónica y los métodos numéricos, y la teoría básica de la mecánica de fluidos, junto con el aumento y el desarrollo de la tecnología de diagnóstico de vibraciones y ruido, el diseño, el uso y el nivel de mantenimiento de las bombas de agua, y su rendimiento también se volverá a optimizar cada vez más, y su rendimiento dinámico se convertirá en un rendimiento dinámico.