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科学“养”泵之振动那些事(对泵振动的故障排查)
发布日期:2020-03-05

振动故障排查
图4和图5表示一个代表性的泵型式的典型故障模式和相关的频率,这些图的重点不在于包括所有泵的问题,但示出了主要问题,以及这些问题如何与导致的振动相关。图6表示FFT频谱和x-y轨迹(在探头位置轴中心线的运动)如何被用来确定发生了什么故障,基于振动水平,它们的严重性怎样。


图4 卧式泵典型的流体和机械问题征兆


图5 与泵的故障模式相关的典型频率


图6 轴心轨迹和频谱,不对中举例 


案例:立式泵带空心轴/齿轮箱驱动 
一个主要的US炼油厂的一些服务水泵发生了一系列齿轮箱失效问题,发出强烈的尖锐噪声违反OSHA标准。这些泵通过汽机经过一个直角1:1齿轮箱和空心轴以可变转速驱动。来自泵、透平和齿轮箱制造商和独立咨询公司的很多专家,在安装以来的几年中未能成功地使用振动特征测试(和某些FEA)理解和消除问题,更换一些按照更严格的误差仔细建造的齿轮箱没有效果,怀疑问题与由齿轮啮合频率激起的扭转临界转速有关。然而,完成的扭振测试发现所有转子系统的扭转固有频率接近他们预测的值,并不接近设备的单一的运转速度。 
冲击模态测试在所有曝露的定子以及转子部件完成,使用上述谈到的累计时间平均方法,没有结果指示存在任何固有频率接近齿轮啮合激励频率,直到对4英尺长的空驱动轴在其运行时进行冲击测试。惊人的测试结果表明,空心轴在扭矩下几乎正好在齿啮合频率具有一个“钟振型”,激励的固有频率振型如图7所示,空心轴振型呈椭圆形,具有非常小的阻尼,引起轴长度随着横截面周期性地变为椭圆而波动。

后续的分析表明,出乎意料的轴向运动是通过“泊松效应”发生的,即是,当你在一个方向拉紧部件,它自动在垂直方向同时变形。通过进一步测试表明,驱动力是来自大小齿轮啮合是扭转和轴向载荷的结合。驱动轴用油脂填充阻尼衰减这个异常振动,齿轮箱噪声立即下降了10倍,所有齿轮箱问题得以解决。

图7 驱动轴的2阶钟振型 

结论 
诸如检查振动的可接受性的程序之类的问题看似简单,现实中,它需要经验得到正确结论,涉及与选择和运行一个离心泵相关的内在关联的许多事项。

◆ 分析机器“在先”,在安装之前,最好在采购之前。如果没有内部人员做,请第三方咨询,或使它作为招标过程,制造商必须以可信的方式为你完成这种分析,然而有很多“可变通”的检查和简单分析,作为非专家人士可以自己完成。
◆ 认真对待你买的泵的大小,与你的过程和泵系统真正的需要比较。不要买大的多的泵,你之后会花大部分时间使之部分负荷运行。

◆ 对于转子动力学分析,对中监测,和固有频率共振测试,使用计算机软件工具比“手工”技术会更容易得到正确的结论。

来源:煤化工知库等 

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