Введение (стр. 6 )

Причина	Частота	Амплитуда	Примечание	Устранение
Гидравлические факто­ры Примечание.	Разные частоты в зави­симости от числа рабоче­го колеса	Обычно нестабильная	Вибрация часто обус­ловлена работой насо­са в зоне малых по­дач	Устранение возможно только путем изменения конструкции рабочего колеса или отвода
Примечание. F0 - основная гармоника; k - целое число (номер гармоники)

Таблица 3.2

Характерные причины вибрации оборудования и их роторов (валов) на подшипниках скольжения

Причины коле­баний валов	Временная ха­рактеристика максимального изменения виб­рации	Зависимость от эксплуатацион­ных факторов	Характерные частоты в спек­тре колебаний	Форма кинети­ческой характеристики	Графическое изображение временной функции ампли­туды колебаний	Устранение
Постоянный дисбаланс	Постоянная	Зависимость от частоты враще­ния	Основная гар­моника	Эллипс, круг, прямая	Синус	Балансировка
Термический дисбаланс	Изменяется в те­чение пуска до установившегося температурного режима	Зависимость от мощности, тем­пературного ре­жима	Основная гар­моника	Эллипс, круг, прямая	Синус	Замена ротора (вала)
Дисбаланс вследствие кор­розии, эрозии или загрязнения проточной части рабочего колеса	Медленно изме­няется по мере наработки	Зависимость от частоты враще­ния	Основная гар­моника	Эллипс, круг, прямая	Синус	Замена рабочего колеса насоса, заварка корро-зионно-эрозион-ных язв при ре­монте, механи­ческая очистка от загрязнений
Дисбаланс вслед­ствие излома час­тей лопаток ра­бочего колеса на­соса или вен­тилятора элек­тродвигателя	Резкое (вне­запное) увеличение	Зависимость от частоты враще­ния	Основная гар­моника	Эллипс, круг, прямая	Синус	Замена рабочего1 колеса насоса или вентилятора
Самовозбуждаю­щиеся колебания из-за неравно­мерного зазора в подшипнике или нестабильности смазки	Сильно ме­няющаяся	Зависимость от частоты враще­ния, мощности, температуры мас­ла подшипника, величины зазора в подшипнике	Половина основ­ной гармоники, собственная час­тота изгиба вала с учетом под­шипника	Непостоянная, редко замкнутая кривая	Часто похоже на синус, с ме­няющейся во времени харак­теристикой	Изменение кон­структивных па­раметров под­шипниковых уз­лов и режимов смазки
Вынужденные колебания из-за некачественного монтажа, закли­нивания в под­шипниках или муфте	Постоянная	Зависимость от частоты враще­ния и мощности	Основная и вто­рая гармоника	Часто замкнутая кривая различ­ной формы (на­пример октаэдр)	Непостоянное, как правило, периодически повторяемое	Ревизия под­шипников, муф­ты, повторный тщательный монтаж
Дефект зубчатых передач	Постоянная	Зависимость от частоты враще­ния и мощности	Частота враще­ния зубчатых колес, ведущего и ведомого ва­лов передачи	Непостоянная, в большинстве случаев не зам­кнутая кривая	Периодически повторяющаяся кривая, не по­хожая на синус	Разборка, кон­троль зубчатых колес, тщатель­ная сборка
Электрические или магнитные силы в электро­двигателях и ге­нераторах	Постоянная или иногда с периодически­ми колебания­ми	Как правило, за­висимость от мощности	Основная и вто­рая гармоника	Часто эллипс	Синус или кри­вая, похожая на синус, иногда с амплитудной демодуляцией	Устранение ре­монтом статора, ротора, обмоток электромашины

подшипника, неподвижна. Возникает масляный вихрь.

Вихревой смазки можно избежать изменением условий рабо­ты подшипника. А именно увеличением нагрузки, уменьшением зазора в подшипнике до номинального, увеличением вязкости масла, уменьшением температуры подшипника, увеличением расхода и давления масла.

Другим источником вибрации является неравномерная и не­правильная смазка подшипника. Вибрация проявляется на час­тотах 1/2, 1/3 или 1/4 от основной гармоники. В неправильно смазанных подшипниках может возникнуть сухой контакт по­верхностей вала и подшипника, появляется «скрип» в резуль­тате скачкообразного движения шипа вала по поверхности опоры.

Во время пуска насоса может возникнуть контакт металличе­ских поверхностей шипа и вкладыша. С увеличением частоты вращения увеличивается поверхность, которая смазывается тон­ким слоем масла в месте контакта.

В условиях полной гидродинамической смазки вал свободно плавает на масляной пленке. Даже при обильной смазке возмо­жен разрыв пленки при достаточно больших колебаниях шипа, вызванных овальностью или огранкой поверхности цапфы, не­равномерным или большим зазором между элементами подшипника.

Уменьшение вязкости масла, связанное с повышением темпе­ратуры, также может привести к разрыву пленки, поскольку уменьшается его демпфирующая способность. Демпфирование увеличивается при использовании масла более высокой вязко­сти, однако это приводит к увеличению сил трения.

Вибрации от некруглости шейки ротора проявляются в ос­новном на частоте 2F0. В поперечном сечении всегда имеется отклонение реальной формы шейки ротора от окружности. В самом общем случае профиль поперечного сечения шейки ротора имеет произвольную форму.

Неисправности гидродинамического происхождения присущи только насосу. Поэтому их наличие можно определить в первую очередь. Эти неисправности характеризуются тем, что они вы­зывают повышенную вибрацию одновременно на обоих подшип­никовых опорах насоса.

Вихреобразование на лопатках рабочего колеса, стенках от­вода, турбулентные пульсации, кавитация в колесе и отводе вы­зывают образование сплошного спектра вибрации в области вы­соких частот (в основном с 800 Гц и выше). В то же время для срывной кавитации сопутствует вибрация в частотной полосе 20-500 Гц; для газовой кавитации - от 1000 Гц и выше, для паровой - от 2500 Гц и выше.

Если убедились, что такая вибрация отсутствует, то следует выяснить присутствие: гидродинамической неуравновешенности ротора, пульсации радиальных и осевых сил, неоднородности, потока на выходе из рабочего колеса и при обтекании языка от­вода.

Для гидродинамической неуравновешенности характерна вибрация на оборотной составляющей F0 и более высоких гар­мониках, т. е. kF0. При этом амплитуды вибраций убывают по экспоненте с увеличением k (1, 2, 3,...).

Когда происходит пульсация радиальных и осевых сил, тогда вибрация содержит значительные по величине составляющие на оборотной и лопаточной частоте ZF0, где Z - число лопастей насоса. Кроме радиальной вибрации присутствует осевая вибра­ция. При неоднородности потока на выходе из рабочего колеса вибрация на лопаточной частоте, т. е. ZF0, как правило, преоб­ладает над другими и над оборотной составляющей.

Четко представляя характерные признаки и измеренные час­тотные составляющие вибраций, можно определить, какая из неисправностей вызывает вибрацию насосного агрегата. Неис­правности механических происхождений встречаются чаще дру­гих неисправностей и присущи как для электродвигателя, так и для насоса.

Как уже указывалось, неуравновешенность ротора (дисба­ланс, разбаланс) вызывает вибрацию на оборотной составляю­щей F0, которая обычно существенно больше вибрации на дру­гих частотах. Неуравновешенности ротора насоса характерно то, что амплитуда и фаза оборотной составляющей вибрации на пе­реднем подшипнике должна быть соответственно равна вибра­ции на заднем подшипнике, так как масса рабочего колеса нахо­дится примерно по середине между подшипниковыми узлами.

Для неуравновешенности ротора электродвигателя амплитуда и фаза вибрации на оборотной составляющей могут быть раз­личными для каждой подшипниковой опоры. Это вызвано тем, что масса ротора электродвигателя распределена неравномерно по длине вала.

Термодинамическая неуравновешенность ротора электродви­гателя вызывает изменение амплитуды и фазы оборотной со­ставляющей вибрации в процессе нагрева электродвигателя при выходе его на стационарный тепловой режим. Таким образом, анализируя интенсивность вибрации при нагревании, можно установить наличие термодинамической неуравновешенности ротора.