Помощничек
Главная | Обратная связь


Археология
Архитектура
Астрономия
Аудит
Биология
Ботаника
Бухгалтерский учёт
Войное дело
Генетика
География
Геология
Дизайн
Искусство
История
Кино
Кулинария
Культура
Литература
Математика
Медицина
Металлургия
Мифология
Музыка
Психология
Религия
Спорт
Строительство
Техника
Транспорт
Туризм
Усадьба
Физика
Фотография
Химия
Экология
Электричество
Электроника
Энергетика

Шумы и вибрации центробежных насосов



 

 

Бытовые центробежные насосы (ЦН) - приборы, широко распространенные в засушливых регионах, кроме того центробежные насосы используются в большинстве стиральных машин, поэтому, учитывая близкий характер генерации шумов и вибрации вентиляторами, рассмотрим виброактивность ЦН.

В ЦН возникают шумы и вибрации механического и гидродинамического характера. Источниками гидродинамических возмущений являются: турбулентные пульсации давления в пристеночном слое, как правило не определяющие уровень вибрации корпуса насоса. Спектр пульсаций содержит случайные составляющие с максимумом в диапазоне 2-5 кГц в зависимости от конструкции насоса и скорости потока.

Вихреобразование в потоке может наблюдаться на кромках всасывающего патрубка, на входе в рабочее колесо, на внешних кромках рабочих лопастей и на кромках нагнетающего патрубка. Уровень пульсаций давления Р приблизительно можно оценить по выражению:

, (4.15)

 

 

где Vn - скорость потока жидкости;

r - плотность жидкости;

СВ - скорость звука в жидкости.

 

Спектр вибрации содержит случайные составляющие с максимальным уровнем на частотах от 1 до 5 кГц в зависимости от скорости потока и конструктивных особенностей насоса.

Гидродинамическая неуравновешенность рабочего колеса насоса появляется в результате дефектов его изготовления или износа и проявляется в том, что объемы жидкости, вращающиеся вместе с рабочим колесом, оказывается различными в разных межлопастных каналах. В результате на рабочее колесо действуют центробежные силы, увеличивающие вибрацию насоса на частоте вращения рабочего колеса.

Гидродинамические возмущения, определяемые взаимодействием неоднородностей потока на выходе из рабочего колеса с языком спирали и появлением импульсов выравнивания давления в нагнетающем патрубке, создают вибрацию насоса на лопастной частоте и ее гармониках. Уровень этой вибрации также как и у вентиляторов зависит от конструкции насоса и окружной скорости колеса.

К основным источникам вибрации насосов, при отклонении от номинальных режимов работы относят различные формы кавитации. При переходе от безкавитационной работы насоса в режиме газовой кавитации резко возрастает вибрация корпуса. Сначала кавитация возникает в области рабочего колеса, затем распространяется на всасывающий патрубок, и в режиме развитой кавитации возникает в области кромок нагнетающего патрубка. При работе насоса в кавитационных режимах резко возрастает эрозионный износ элементов потокообразования, что может вызвать аварийную поломку, например рабочего колеса. В бытовых ЦН в основном встречаются газовая кавитация порождающая случайные составляющие вибрации в области частот от 1 до 10 кГц. Уровни вибрации насоса, создаваемые кавитацией жидкости, пропорциональны шестой - седьмой степени окружной скорости рабочего колеса при начальной кавитации и третьей степени при развитой. Спектры огибающей вибрации ЦН изображены на рис.4.6.


 

 

 


Рис. 4.6. Спектр огибающей вибрации центробежного насоса на корпусе: 1 - при статическом эксцентриситете; 2 - при динамическом эксцентриситете;

3 - при зарождении кавитации на рабочем колесе.

 

Заключение.

 

 

Методика виброакустического диагностирования любого оборудования, в том числе и БМП, включает группу последовательных задач, а именно:

- описание объекта диагностики минимальной совокупностью параметров состояния;

- установление количественной связи между параметрами состояния и диагностическими параметрами при диагностике состояний;

- выявление наиболее чувствительных к распространенным дефектам диагностических параметров;

- определение пределов изменения параметров состояния и сигнала;

- деление множества состояний на классы.

Одновременно решаются задачи измерения диагностических параметров, создания необходимых систем диагностирования.

На этапе описания объекта диагностики целесообразно представлять его графом причинно-следственных связей. Такое представление позволяет в общем виде установить связь между функциональными и структурными параметрами, их внешними признаками, а, следовательно между состояниями и диагностическими сигналами. Множество состояний при этом определяется дефектами и неисправностями узлов объекта.

Для примера на рис. 4.7. приведен граф причинно-следственных связей типового асинхронного электродвигателя. На первом уровне графа показаны основные узлы двигателя, на втором - основные параметры, определяющие надежность и ресурс этих узлов. Третий уровень отражает основные дефекты и неисправности двигателя, приводящие к отказам. На последнем уровне представлены основные диагностические сигналы.

 

 

 
 


 

 

Рис. 4.7. Виброакустическая граф-модель асинхронного короткозамкнутого ЭД:

1 - электродвигатель;

2-1 - обмотка;

2-2 - активное железо статора;

2-3 - корпус статора;

2-4 - подшипниковые щиты;

2-5 - подшипники;

2-6 - обмотка ротора;

2-7 - ротор с валом и активным железом;

2-8 - вентилятор;

3-1 - параметры изоляции;

3-2 - симметрия обмотки;

3-3 - плотность опресовки;

3-4 - размеры и форма расточки;

3-5 - качество сборки;

3-6 - размеры посадочных мест;

3-7 - качество посадки;

3-8 - геометрия тел и поверхностей качения, смазка;

3-9 - радиальный зазор;

3-10 - симметрия обмотки;

3-11 - уравновешенность;

3-12 - размеры и форма бочки ротора;

3-13 - форма оси вала;

3-14 - плотность опресовки;

3-15 - уравновешенность;

3-16 - качество сборки;

4-1 - ухудшение изоляции;

4-2 - обрыв замыкания;

4-3 - ослабление опрессовки;

4-4 - статический эксцентриситет;

4-5 - изменение формы колец;

4-6 - увеличение зазоров;

4-7 - обрыв, замыкание;

4-8 - неуравновешенность;

4-9 - динамический эксцентриситет;

4-10 - ослабление опрессовки;

4-11 - ослабление посадки на валу;

5-1 - сопротивление изоляции;

5-2 - ток статора;

5-3 - вибрация;

5-4 – температура.

Сигнал вибрации таких двигателей отражает состояние почти всех элементов. Так с учетом неоднозначного соответствия между состояниями и динамическими сигналами, в изменении тока статора отражается около 16% всех дефектов; температуры перегрева 20%, вибрации 80%. А значит, сигнал вибрации является основным при технической диагностики асинхронных ЭД.

Выбирать диагностические признаки необходимо так, чтобы дефект оказывал сильное влияние на значение диагностического параметра при слабом влиянии на него внешних условий и режимов работы машины. Желательно обеспечивать возможность идентификации дефектов, т.к. каждый дефект по своему влияет на ресурс машины.

Наибольшую сложность в диагностике приводов БМП представляют подшипники. Наиболее универсальным диагностическим признаком, используемым для обнаружения дефектов сборки и износа подшипников, является амплитудная модуляция высокочастотной случайной вибрации подшипникового узла.


Приложение .




©2015 studenchik.ru Все права принадлежат авторам размещенных материалов.