چرا پمپ های عمودی بزرگ در برابر تحریکات و ارتعاشات دینامیکی آسیب پذیر هستند؟
پمپ های عمودی در طیف وسیعی از کاربردها و اندازه ها مورد استفاده قرار گرفته اند. آنها برای مایعات مختلف در بسیاری از خدمات مختلف به کار گرفته شده اند. پمپ های عمودی بزرگ را می توان در خدمات حیاتی مانند پمپ های خنک کننده بزرگ، سیستم های پمپاژ بزرگ آب دریا، سیستم های بزرگ آب زیرزمینی/آبیاری و غیره استفاده کرد. در اینجا جنبه های عملی و مشکلات معمول گزارش شده پمپ های عمودی بزرگ، مانند مسائل ارتعاشی و تحریکات دینامیکی در میان سایر موارد، وجود دارد.
دینامیک و ارتعاش
پمپ های عمودی بزرگ معمولا دارای یک بدنه و ساختار انعطاف پذیر با فرکانس های تحریک متفاوت هستند که نسبتا نزدیک به فرکانس های طبیعی قرار دارند. به این ترتیب، آنها در حین کار مستعد ارتعاش رزونانس و ارتعاش زیاد هستند. برای چنین پمپ هایی به مطالعات و تایید ارتعاشات عمیق نیاز است.
در بسیاری از پمپ های عمودی، عملکرد دینامیکی و سطح ارتعاش نسبت به تغییرات پمپ یا ویژگی ها/عملکرد آن حساس است. این تغییرات شامل تراز، وضعیت تعادل، جزئیات نصب، کارهای تعمیر و نگهداری، سطح مایع، بار، و غیره می شود. به عبارت دیگر، یک ارتعاش تشدید ممکن است در طول موقعیت های عملیاتی که با عملکرد عادی متفاوت است (موردهای عملیاتی جایگزین مانند بار بخشی مختلف) رخ دهد. عملیات، سطوح مختلف مایع و غیره). یکی دیگر از نکات مهم، قابلیت بالانس مجدد محل مجموعه روتور چنین پمپ هایی است. این معمولاً در هنگام راه اندازی، بهره برداری یا نگهداری در محل مورد نیاز است.
تجهیزات تست شده در مغازه این کار سختی است. از نظر تئوری، برخی از مدل‌های پیچیده ریاضی ممکن است برای ارزیابی تأثیر شرایط پی بر ویژگی‌های دینامیکی پمپ‌های عمودی استفاده شوند. با این حال، این اغلب چالش برانگیز است.
علاوه بر شرایط فونداسیون، جریان از طریق لوله‌کشی بر دینامیک ارتعاش تأثیر می‌گذارد. بنابراین، این می تواند منبع دیگری از تفاوت عملکرد بین فروشگاه و سایت باشد. ارتعاشات ناشی از جریان در برخی موارد تجربه شده است.
لرزش سمت بالا
تقریباً تمام مشکلات ارتعاش عمودی پمپ (به جز پمپ های شناور) به عنوان ارتعاش موتور الکتریکی یا قسمت بالایی پمپ گزارش شده است - صرف نظر از نوع ارتعاش. این اتفاق می‌افتد زیرا سر (بالا) و محرک موتور الکتریکی تنها قسمت‌هایی هستند که توسط اپراتور مشاهده می‌شوند، و از آنجایی که قسمت بالایی موتور الکتریکی معمولاً در انتهای آن قرار دارد، بیشترین دامنه ارتعاش را نشان می‌دهد. ارتعاشات زیر پایه پمپ معمولا توجه کمتری را به خود جلب می کند. اغلب، در بسیاری از پمپ های عمودی، ارتعاشات زیر پایه و بالای پایه به نحوی با پیکربندی های پایه سفت یا آرایش های مشابه از یکدیگر جدا می شوند. معمولاً حداکثر ارتعاش در بالای محرک موتور الکتریکی است که دامنه آن در پایه موتور الکتریکی کاهش می یابد. گاهی اوقات یک لوله تخلیه بیشتر از پمپ می لرزد.
ضبط لرزش هنگام خاموش شدن و راه اندازی
یک مشاهده خوب برای به دست آوردن داده های مفید در صورت مجموعه ای از اندازه گیری های ارتعاش بالا، کاهش سرعت موتور الکتریکی یا ثبت داده ها در حین خاموش شدن و مشاهده چگونگی تغییر ارتعاش است. اگر لرزش به تدریج کاهش یابد، نشانه آن است که عدم تعادل، ناهماهنگی، خم شدن محور یا موارد مشابه علت آن است. اگر ارتعاش بلافاصله با قطع برق کاهش یابد، علت معمولاً عدم تعادل الکتریکی در موتور الکتریکی است. اگر ارتعاش تنها با یک تغییر کوچک سرعت ناپدید شود، احتمالاً علت آن مشکل رزونانس است. هنگامی که یک پمپ در کاهش سرعت می لرزد، علت عبور از فرکانس تشدید است. داده های مشابهی ممکن است از ارتعاش در هنگام راه اندازی استخراج شود. با این حال، حالت خاموش کردن معمولا مفیدتر است. توصیه می‌شود داده‌های مربوط به خاموش شدن و راه‌اندازی را تجزیه و تحلیل کنید.
با خاموش شدن پمپ، شفت باید با دست چرخانده شود تا رفتار را مشاهده کنید. اگر چرخش آن سخت باشد، علت می تواند ناهماهنگی، تناسب بد یا خم شدن شفت باشد. با این حال، شفتی که به راحتی می چرخد، این علل را از بین نمی برد، زیرا شفت های کوچک و انعطاف پذیر می توانند به آسانی بدون تحمیل بار بر یاتاقان ها خم شوند.
مدل/تحلیل نادرست و بیش از حد ساده شده
یک مدل دقیق المان محدود (FE) با تمام جزئیات مورد نیاز ایجاد شد. مجموعه کاسه و تمام جزئیات لوله‌کشی ستون از جمله مایع داخل و اطراف لوله‌کشی، مجموعه‌های عنکبوت بلبرینگ، شفت خط به علاوه کوپلینگ‌های آن و غیره مدل‌سازی شدند.
آنالیز مودال FE نشان داد که برای حالت خمشی اول شفت رزونانس وجود دارد. به عبارت دیگر، فرکانس طبیعی حالت خمش اول شفت خط تقریباً دقیقاً در فرکانس کارکرد پمپ پیش‌بینی شد. این فرکانس طبیعی بسیار پایین تر از مقدار پیش بینی شده توسط سازنده بود. دلیل آن پشتیبانی انعطاف پذیری بود که توسط لوله های ستون بلند به شفت ارائه می شد. سازنده یک مطالعه پویا ارائه کرد، اما از آنجایی که مدل ایجاد شده توسط سازنده ساده‌تر، نادرست‌تر و سفت‌تر از واقعی بود، فرکانس طبیعی پیش‌بینی‌شده بالاتر بود و هیچ رزونانسی نشان نمی‌داد. این مشکل بدون گنجاندن انعطاف پذیری لوله پایه و ستون در مدل دقیق قابل پیش بینی نبود.