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泵的振动问题分析.docx

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上传人:sunhongz9 2022/7/26 文件大小:474 KB

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文档介绍

文档介绍:定手流道的气蚀, 侵蚀或疲劳损坏
径向和止推岫,承 ,逐满
府损,或热粘连
@ W处 紧密间隙密封 的摩擦磨损
轴住螺纹连接
处的扭转和
轴向破芳
轴行应力集中
和铤槽处的把
转或弯曲疲劳
轴承定时的 .
摩题第二个最常见的原因。通
常区分为两种形式:平行不对中和角不对中,一般不对中是两种的结合。
有时一个转子必须在冷态和未运行时偏移,以便在运行和热态时保持对中。
不对中主要引起 2X转频振动,因为高度椭圆的轨迹驱使轴运行在不对中的
一侧。有时不对中负荷可导致高次谐频 (即转子转速整数倍频, 尤其3X),
甚至可能降低振动,因为它加载转子使其对轴承壳异常变强。或者,不对
中可实际上引起1X振动增大,通过抬起转子使其离开重力加载的“轴承位
置”,使轴承运行在相对卸载状态(这也可导致轴不稳定,后述)。典型
的不对中特征表现为 2X振动,香蕉或数字8形轨迹,通常伴随相对较大的
轴向运动,也是在 2X,因为联轴器经历非线性“压弯”每转两次。
共振
振动超标是常见的问题,尤其在变频系统,很可能存在一个激励频率
等于一个固有频率。为了避免共振,转子和轴承座的固有频率应该与“运
球”型的力频率很好分离,它们很可能是 1X转频(典型不平衡),2X (典
型不对中),或叶轮流道数乘以转速(称为“流道通过”振动,当叶轮流
道通过一个蜗壳舌或扩散器流道“切流”)
实际上,共振放大(常称为“ Q”值)系数通常介于 2至25之间,
如果引起振动的力是稳定的而不是振荡的。 Q取决于能量消耗的量,称为
“阻尼”,它在碰撞中发生。在一个汽车车身,这个阻尼由冲击吸收器提
供;在一个泵,它大部分由轴承和“环形密封”转子和定子之间的流体陷
阱提供,像平衡活塞。
A
转速或频率
固定的,运动 \
由于静态挠性 临界能速,或
固有频率
对应共振,模态冲击测试是非常有效和被证明的方法,可快速发现共 振的原因并从根本解决它。典型的解决方法包括对最大振动运动区域选择 性的支撑,或者增加质量。模态”敲击”测试最好在机器运行中进行,这 样,轴承和密封是“承载的”并支撑转子,在泵的典型运行状态。确认你 或服务商具有在机器运行条件下进行“敲击”测试的能力。
转子动力学评估
转子动力学需要一个比结构动力学更专业计算机程序,因为它必须包括的
影响如:
.在轴承,叶轮和密封,作为转速和负荷的函数的三维刚度和阻尼
.叶轮和止推平衡装置流体激励力,和
.陀螺效应
然而,一些大学和商业组织开发了转子动力学程序,可用的程序包括
各种计算子程序,用于轴承和圆形密封(如摩擦环和平衡鼓)的刚度和阻 尼系数计算,临界转速计算,激励响应和转子稳定性计算,它包括轴承和 密封阻尼和“交叉耦合刚度”的影响(即与运动垂直的的反作用力)。
流体“增加质量”对转子动力学固有频率的影响
围绕转子的流体以三种方式增加转子的惯性:流体被困在叶轮通道直
接增加质量;由于叶轮和轴材料的存在移动的流体直接对转子系统增加质
量,由于转子在流体中的振动,它必须移动这个质量;以及在紧密间隙中
的流体,一定比转子振动加速度更快地加速以保持连续性,并因此可能会
增加很多倍于其移动的质量(称为 Stroke Effect )。
环形密封“ Lomakin 效应”对转子动力学固有频率的影响
泵的环形密封(例如,摩擦环和平衡鼓)可对动力学特性影响很大,
通过改变转子支撑刚度从而转子固有频率,因此可以避开或导致强一倍和
二倍转频激励与一个低固有频率之间可能的共振。环形密封的刚度和阻尼
小部分由挤压油膜和流体动力楔 (对滑动轴承设计广为所知) 提供。然而,
由于在环形密封中相对轴承来说存在高的轴向对圆周流速比例,由于圆周
间隙变化可以在环形间隙产生很大的力,随着转子偏心的发展引起
Bernoulli 压降,这被称为 Lomakin 效应,并且是泵的环形密封中最大的 刚度和阻尼力产生机制。
Lomakin效应直接取决于通过密封的压降,对于恒定系统流阻它产生
Lomakin 支撑刚度大约随着转速的平方而变化。然而,对于大约恒定的系
统压头,导致只有很小的 Lomakin效应随转速的变化。其它重要的参数是
环形密封长度,直径和间隙;流体特性是次要的除非涉及非常高的粘度。
然而,流体漩涡可以导致 Lomakin效应的显著下降,或者增加伴随它的交
叉耦合,重要的是,当交叉耦合反作用力超过阻尼反作用力,它可能引起
转子动力学不稳定(如合理设置的转子动力学程序所估算的那样)。
间隙效应是最强的几何尺寸影响, Lomakin效应大约与其平方成反比。
间隙影响很大的物理解释是,它给圆周压力分布( Lomaki