Десять основных причин вибрации насоса 

1. Вал

Вал насоса имеет большую длину, что может легко привести к соприкосновению движущихся частей (приводного вала) с неподвижными частями (подшипниками скольжения или уплотнительными кольцами) из-за недостаточной жесткости насоса, чрезмерного прогиба или плохой прямолинейности валовой системы, что вызывает вибрацию насоса. Кроме того, из-за большой длины вала он подвергается значительному воздействию ударов потока воды в резервуаре, что усиливает вибрацию подводной части многоступенчатого насоса. Слишком большой зазор между балансирными дисками вала или неправильная регулировка осевого перемещения также могут вызвать низкочастотные колебания вала, что приводит к вибрации подшипников скольжения. Эксцентриситет вращающегося вала также может вызвать изгибные колебания вала.

2. Фундамент и опора насоса

Неудовлетворительная форма контакта и крепления между опорой привода и фундаментом, а также плохая способность фундамента и системы двигателя поглощать, передавать и изолировать вибрации приводят к превышению допустимых значений вибрации фундамента и двигателя. Ослабление фундамента насоса, образование упругого фундамента в процессе монтажа насосной установки или снижение жесткости фундамента из-за образования масляных пузырей то в насосе возникает еще одна критическая частота вращения с фазовым сдвигом 180° по отношению к вибрации, что приводит к увеличению частоты вибрации насоса. Если увеличившаяся частота близка или равна частоте какого-либо внешнего фактора, это приводит к увеличению амплитуды вибрации многоступенчатого насоса. Кроме того, ослабление анкерных болтов фундамента приводит к снижению жесткости крепления, что усиливает вибрацию двигателя.

3. Муфта

Неправильное расстояние между соединительными болтами муфты, нарушение симметрии, эксцентричность удлинителя муфты приводят к возникновению эксцентриковых сил; превышение допуска конусности муфты, плохое статическое или динамическое балансирование муфты, слишком плотное прилегание упругих штифтов к муфте, что приводит к потере упругой регулирующей функции упругих штифтов и, как следствие, к плохой центрировке муфты, слишком большой зазор между муфтой и валом, снижение характеристик уплотнительных колец муфты из-за механического износа, а также неравномерное качество передающих болтов, используемых на муфте. Все эти причины могут привести к вибрации многоступенчатого насоса.

4. Факторы, связанные с самим насосом

Несимметричное поле давления, создаваемое при вращении рабочего колеса; вихревые потоки в водозаборном бассейне и впускном трубопроводе; возникновение и исчезновение вихрей внутри рабочего колеса, а также в корпусе и на направляющих лопастях; вибрация, вызванная вихрями при частично открытом клапане; Неравномерное распределение давления на выходе из-за ограниченного числа лопастей рабочего колеса; отрыв потока внутри рабочего колеса; флуктуации; пульсации давления в проходном канале; кавитация; движение воды в корпусе насоса, которое вызывает трение и удары, например, при ударе потока воды о перегородку и переднюю кромку направляющих лопаток, что приводит к вибрации; Насосы для подачи воды в котлы, транспортирующие воду с высокой температурой, подвержены вибрации, вызванной кавитацией; пульсации давления внутри корпуса насоса, в основном из-за слишком большого зазора между уплотнительным кольцом рабочего колеса и уплотнительным кольцом корпуса, приводящие к значительным потерям на утечку внутри корпуса и сильному обратному потоку, что в свою очередь вызывает дисбаланс осевой силы ротора и пульсации давления, усиливая вибрацию.

Кроме того, в случае нержавеющих насосов для горячей воды, если перед запуском насос не прогрет равномерно или система скользящих штифтов насоса работает ненормально, это приводит к тепловому расширению насосной группы, что может вызвать сильные вибрации на этапе запуска; если внутренние напряжения в корпусе насоса, вызванные тепловым расширением и другими факторами, не могут быть сняты, это приводит к изменению жесткости системы опоры вала; когда измененная жесткость находится в кратном отношении к угловой частоте системы, возникает резонанс.

 5. Электродвигатель

Ослабление конструкционных элементов двигателя, ослабление устройства фиксации подшипников, чрезмерная свобода листов кремниевой стали сердечника, снижение жесткости опоры подшипников из-за износа могут вызвать вибрацию. Эксцентриситет массы, изгиб ротора или неравномерное распределение массы ротора, вызванное проблемами с распределением массы, приводят к превышению допустимых значений статического и динамического баланса.

Кроме того, вибрации могут быть вызваны обрывом пленок ротора в двигателях с короткозамкнутым ротором, что приводит к дисбалансу между силой магнитного поля, действующей на ротор, и силой инерции вращения ротора. Вибрации также могут быть вызваны отсутствием фазы в двигателе, дисбалансом напряжения в фазах и другими причинами. В обмотке статора двигателя из-за проблем с качеством монтажа возникает дисбаланс сопротивления между обмотками фаз, что приводит к неравномерности магнитного поля и возникновению дисбаланса электромагнитных сил. Эти электромагнитные силы становятся возбуждающими силами, вызывающими вибрацию.

6. Подбор насосов и эксплуатация в изменяющихся условиях

Каждый насос имеет свою номинальную точку рабочего режима, и соответствие фактических условий эксплуатации расчетным условиям оказывает существенное влияние на динамическую устойчивость насоса. Насос работает достаточно стабильно при проектных условиях, однако при работе в изменяющихся условиях вибрация усиливается из-за воздействия радиальных сил, возникающих в рабочем колесе. Неправильный подбор одной модели насоса или параллельное соединение насосов двух несовместимых моделей — все это может привести к вибрации многоступенчатого насоса.

7. Подшипники и смазка

Слишком низкая жесткость подшипников приводит к снижению первой критической частоты вращения, что вызывает вибрацию. Кроме того, плохие эксплуатационные характеристики направляющих подшипников приводят к снижению износостойкости, плохой фиксации и чрезмерному зазору в подшипниковых втулках, что также может вызвать вибрацию, а износ упорных подшипников и других подшипников качения усиливает как продольные, так и изгибные колебания вала. Неправильный выбор смазочного масла, его порча, превышение допустимого содержания примесей, а также нарушения смазки из-за неисправности смазочных трубопроводов приводят к ухудшению рабочих условий подшипников и вызывают вибрацию; самовозбуждение масляной пленки в подшипниках скольжения электродвигателя также может вызывать вибрацию.

8. Трубопроводы и их монтаж и крепление

Недостаточная жесткость опор выходного трубопровода насоса и их чрезмерная деформация приводят к тому, что трубопровод давит на корпус насоса, нарушая центрирование корпуса насоса и двигателя; слишком сильное натяжение трубопровода во время монтажа приводит к большим внутренним напряжениям при соединении входного и выходного трубопроводов с насосом; ослабление входного и выходного трубопроводов приводит к снижению жесткости крепления или даже к его потере; полный разрыв выходного канала; осколки застревают в рабочем колесе, трубопроводы забиты, например, в выпускном отверстии имеется воздушный мешок, выпускной клапан не закрыт или не открыт, впускное отверстие засасывает воздух, неравномерное распределение потока, колебания давления — все эти причины прямо или косвенно приводят к вибрации многоступенчатого насоса и трубопроводов.

9. Совместимость деталей

Несоосность вала двигателя и вала насоса, использование муфты в месте соединения двигателя и приводного вала, нарушение соосности муфты, увеличение износа расчетного зазора между движущимися и неподвижными деталями (например, между валом рабочего колеса и уплотнительным кольцом), превышение допустимого зазора между промежуточным подшипниковым кронштейном и корпусом насоса, несоответствующий зазор уплотнительного кольца, что приводит к дисбалансу; неравномерность зазора вокруг уплотнительного кольца, например, если уплотнительное кольцо не входит в паз или перегородка не входит в паз, может привести к такой ситуации. Все эти неблагоприятные факторы могут вызывать вибрацию многоступенчатого насоса.

10. Рабочее колесо

Эксцентричность рабочего колеса насоса, плохой контроль качества в процессе изготовления рабочего колеса, например, несоответствие качества литья или точности обработки, либо коррозионные свойства перекачиваемой жидкости, приводящие к эрозионной коррозии каналов рабочего колеса, что приводит к его эксцентричности. Необходимо проверить, соответствуют ли требованиям количество лопастей рабочего колеса насоса, угол выхода, угол охвата, а также радиальное расстояние между перегородкой горловины и краем выхода рабочего колеса. В процессе эксплуатации между уплотнительным кольцом рабочего колеса и уплотнительным кольцом корпуса многоступенчатого насоса, а также между межступенчатыми втулками и втулками перегородок первоначальное трение постепенно превращается в механический износ, что усиливает вибрацию многоступенчатого насоса.