Диагностика систем теплоэнергоснабжения самостоятельная работа

Лекция 5. Вибрационная диагностика насосов

В общем случае колебания узлов и оборудования в целом определяется источниками механического, аэродинамического, гидродинамического и электромагнитного происхождения [1, 3, 9, 10, 18].

Из сил гидродинамического происхождения следует выделить:

 дефекты изготовления рабочего колеса по шагу, углу между лопастями, длине, толщине, углам установки лопастей и т.п.;

 динамические составляющие радиальных и осевых сил, воздействующие на ротор насоса и обусловленные неравномерностью распределения давлений в проточных каналах насоса;

 силы трения на границе потока жидкости и неподвижных частей корпуса (внутренней стенки трубопровода, корпуса и т.п.);

 пульсации давления в потоке жидкости, определяемые ее турбулентностью, срывом вихрей, кавитацией и т.п.

Из сил механического происхождения необходимо выделить:

 центробежные силы, определяемые неуравновешенностью вращающегося ротора или его частей;

 кинематические силы, определяемые шероховатостью взаимодействующих тел и, прежде всего, поверхностей трения в подшипниках;

 параметрические силы, определяемые переменной составляющей жесткости вращающихся узлов или опор вращения;

 силы трения, которые не всегда можно считать механическими, но всегда они являются результатом действия множества микроударов с упругой деформацией контактирующих микронеровностей на поверхностях трения;

 силы ударного вида, возникающие при взаимодействии отдельных элементов трения, сопровождающиеся их упругой деформацией.

Из сил электромагнитного происхождения необходимо выделить:

 электромагнитные силы притяжения, возникающие при неравномерности зазоров между ротором и статором;

 составляющие сил при изменении магнитной проводимости вращающегося ротора;

 силы, образующиеся в результате короткого замыкания обмотки возбуждения синхронного двигателя (изменение магнитной индукции по окружности воздушного зазора);

 силы, образующиеся в результате изменения магнитной проводимости по оси каждого полюса, периодически изменяющиеся из-за наличия пазов для обмотки.

Вибрация электродвигателей определяется колебаниями ротора, статора, гидродинамическими колебаниями в подшипниках скольжения и аэродинамическими колебаниями, вызываемыми самим вращающимся ротором, крыльчаткой вентилятора и воздухом, протекающим через вентиляционные каналы и воздушные полости. В связи с тем, что сечение вала ротора ослаблено пазами, в которых утоплена обмотка ротора, вал обладает двоякой жесткостью при изгибе.

Вибрация ротора в основном определяется:

 вынужденными гармоническими колебаниями из-за действия неуравновешенных центробежных сил с частотой вращения ротора;

 параметрическими колебаниями с двойной частотой вращения, возникающими под действием веса ротора и наличием двоякой изгибной жесткости вала;

 вынужденными колебаниями с частотой, кратной частоте вращения и ее гармоникам, из-за несоосности валов ротора и насоса;

 автоколебаниями вала на масляном клине с частотой 0,42 – 0,48 от частоты вращения.