Tại sao máy bơm trục đứng lớn lại dễ bị kích thích động và rung động
Máy bơm trục đứng đã được sử dụng trong một loạt các ứng dụng và kích cỡ. Họ đã được sử dụng cho các chất lỏng khác nhau trong nhiều dịch vụ khác nhau. Máy bơm trục đứng lớn có thể được sử dụng trong các dịch vụ quan trọng như máy bơm làm mát lớn, hệ thống bơm nước biển lớn, hệ thống nước ngầm / tưới tiêu lớn và hơn thế nữa. Dưới đây là các khía cạnh thực tế và các vấn đề thường được báo cáo của máy bơm trục đứng lớn cần xem xét, chẳng hạn như vấn đề rung động và kích thích động trong số những vấn đề khác.
Động lực học & độ rung
Máy bơm trục đứng loại lớn thường có vỏ và cấu trúc linh hoạt với các tần số kích thích khác nhau nằm tương đối gần với tần số tự nhiên. Như vậy, chúng dễ bị rung cộng hưởng và độ rung cao trong quá trình hoạt động. Cần có các nghiên cứu và xác minh độ rung chuyên sâu đối với các máy bơm như vậy.
Trong nhiều máy bơm trục đứng, hiệu suất động lực học và mức độ rung sẽ khá nhạy cảm với những thay đổi đối với máy bơm hoặc các đặc tính / hoạt động của nó. Những thay đổi này sẽ bao gồm căn chỉnh, tình trạng cân bằng, chi tiết lắp đặt, công việc bảo dưỡng, mức chất lỏng, tải trọng, v.v. Nói cách khác, rung động cộng hưởng có thể xảy ra trong các tình huống vận hành khác với hoạt động bình thường (các trường hợp vận hành thay thế như tải một phần khác nhau hoạt động, các mức chất lỏng khác nhau, v.v.). Một điểm quan trọng khác là khả năng tái cân bằng vị trí của cụm rôto của các máy bơm như vậy. Điều này thường cần thiết tại chỗ trong quá trình vận hành, vận hành hoặc bảo trì.
những cái được trang bị thử nghiệm tại cửa hàng. Đây là một nhiệm vụ khó khăn. Về mặt lý thuyết, một số mô hình toán học phức tạp có thể được sử dụng để đánh giá ảnh hưởng của điều kiện nền móng đến các đặc tính động lực học của máy bơm trục đứng. Tuy nhiên, điều này thường là thách thức.
Ngoài điều kiện nền móng, dòng chảy qua đường ống được biết là có ảnh hưởng đến động lực rung động. Do đó, đây có thể là một nguồn khác của sự khác biệt về hiệu suất giữa cửa hàng và trang web. Rung động do dòng chảy gây ra đã được trải nghiệm trong một số trường hợp.
Rung của mặt trên
Gần như tất cả các vấn đề rung động của máy bơm trục đứng (ngoại trừ máy bơm chìm) đã được báo cáo là rung động của động cơ điện hoặc mặt trên của máy bơm — bất kể loại rung động nào. Điều này xảy ra bởi vì phần đầu (mặt trên) và bộ điều khiển động cơ điện là những bộ phận duy nhất được quan sát bởi người vận hành và vì đỉnh động cơ điện thường ở cực điểm nên nó thể hiện biên độ dao động lớn nhất. Rung động bên dưới đế máy bơm thường ít thu hút sự chú ý hơn. Thông thường, trên nhiều máy bơm trục đứng, các rung động bên dưới chân đế và bên trên đế bằng cách nào đó được cách ly với nhau bằng cấu hình chân đế cứng hoặc cách sắp xếp tương tự của chúng. Thông thường, cực đại của độ rung là ở đầu của trình điều khiển động cơ điện, với biên độ giảm dần ở chân động cơ điện. Đôi khi đường ống xả rung hơn cả máy bơm.
Ghi lại Rung khi Tắt máy & Khởi động
Một quan sát tốt để có được dữ liệu hữu ích trong trường hợp tập hợp các phép đo độ rung cao là làm chậm động cơ điện hoặc ghi lại dữ liệu trong quá trình tắt máy và quan sát cách điều này thay đổi độ rung. Nếu độ rung giảm dần, đó là dấu hiệu cho thấy nguyên nhân gây ra mất cân bằng, lệch trục, cong trục hoặc một cái gì đó tương tự. Nếu rung động giảm ngay khi ngắt nguồn điện, nguyên nhân thường là do mất cân bằng điện trong động cơ điện. Nếu dao động biến mất chỉ với một sự thay đổi tốc độ nhỏ, thì nguyên nhân có lẽ là do vấn đề cộng hưởng. Khi một máy bơm rung chuyển chậm lại, nguyên nhân là do tần số cộng hưởng đi qua. Dữ liệu tương tự có thể được trích xuất từ rung động khi khởi động. Tuy nhiên, trường hợp tắt máy thường hữu ích hơn. Bạn nên phân tích dữ liệu từ cả quá trình tắt máy và khởi động.
Khi máy bơm ngừng hoạt động, trục phải được quay bằng tay để xem hoạt động. Nếu nó khó xoay, nguyên nhân có thể là bị lệch, khớp không tốt hoặc trục bị cong. Tuy nhiên, một trục quay dễ dàng không loại bỏ được những nguyên nhân này, vì các trục nhỏ và linh hoạt có thể dễ dàng uốn cong mà không cần tải trọng lên các ổ trục.
Mô hình / Phân tích không chính xác & quá đơn giản hóa
Một mô hình phần tử hữu hạn (FE) chính xác đã được tạo ra với tất cả các chi tiết được yêu cầu. Cụm bát và tất cả các chi tiết của đường ống cột đã được mô hình hóa bao gồm chất lỏng trong và xung quanh đường ống, cụm mạng nhện ổ trục, trục đường dây cộng với các khớp nối của nó, v.v.
Phân tích phương thức FE cho thấy có sự cộng hưởng đối với chế độ uốn đầu tiên của trục. Nói cách khác, tần số tự nhiên của chế độ uốn đầu tiên của trục đường dây được dự đoán gần như chính xác với tần số chạy của máy bơm. Tần suất tự nhiên này đã trôi đi rất thấp so với giá trị mà nhà sản xuất dự đoán. Lý do là sự hỗ trợ linh hoạt được cung cấp cho trục bằng đường ống cột dài. Nhà sản xuất đã cung cấp một nghiên cứu động, nhưng vì mô hình do nhà sản xuất tạo ra đơn giản hơn, không chính xác và cứng hơn so với thực tế, tần số tự nhiên được dự đoán cao hơn và nó không cho thấy bất kỳ sự cộng hưởng nào. Không thể dự đoán được vấn đề này nếu không đưa tính linh hoạt của đường ống cơ sở và cột vào mô hình chính xác.