ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Причины вибрации установок из "Испытания и эксплуатация энерго-технологического оборудования" В последнее время в промышленности наблюдается тенденция увеличения мощности машин и технологического оборудования при одновременном уменьшении массы и габаритов оборудования (на единицу продукции). Уменьшение массы приводит зачастую к снижению жесткости конструкций, что предопределяет склонность машин к вибрации, этому же способствует тенденция увеличения быстроходности оборудования. [c.148] Вибрация машин и трубопроводов может привести к разбалтыванию соединений, разрушению изоляционных покрытий, усталостному разрушению трубопровода и к авариям с тяжелыми последствиями. Особо опасны вибрации при транспортировании токсичных и взрывоопасных газов и жидкостей. [c.148] Основная причина вибрации поршневых машин (компрессоров, насосов) обусловлена преимущественно газо- и гидродинамическими явлениями в присоединенных трубопроводных коммуникациях, а вибрация турбомашин (турбокомпрессоров, турбонасосов) имеет механический характер. [c.148] Энергия пульсации сама по себе не может вызвать интенсивной вибрации, но, существуя в рамках механической системы, она служит источником силы, вызывающей вибрацию. [c.148] На длпипом. прямолинейном участке грубопровпдя пульсации давления газа распределяются равномерно по периметру трубы, поэтому там не могут возникнуть значительные силы, способные возбудить колебания трубопроводов. Такие колебания возможны лишь при резонансе, когда даже небольшие продольные усилия, вызванные местными сопротивлениями, например шероховатостью, овальностью или изменением поперечного сечения трубы, возбуждают значительные поперечные колебания трубопровода. [c.148] Процесс распространения волн давления в трубопроводах аналогичен распространению плоских акустических волн, поэтому возмущающая сила может появиться в основном на участке, где изменяется сечение трубопровода, имеются отводы или технологические аппараты 43]. [c.149] Источниками вибрации являются арматура, переходные патрубки, диафрагмы и другие сопротивления, изменяющие эффективную площадь сечения трубопровода. Пульсирующий поток газа, проходя через отвод (поворот), создает динамическую силу и вызывает его вибрацию. [c.149] Величина динамической силы определяется скоростью движущегося газа и углом изменения направления. Поскольку скорость потока газа из компрессорных цилиндров меняется периодически, то в трубопроводе соответственно возникают периодические реактивные силы. Частота появления этих сил является функцией пульсирующей подачи газа компрессором. [c.149] Из формулы видно, что в наиболее неблагоприятных условиях находятся участки трубопроводов с большими углами поворота. Например, при диаметре трубопровода 60 мм и давлении 5 МПа при неравномерности давления в 12% на участке трубопровода с углом поворота 90° усилие от пульсирующего потока достигает 5000 Н. [c.149] Источником вибрации являются также линии трубопроводов, закрытые с обоих концов (коллекторы всасывания и нагнетания, закрытые емкости, аппараты и др.). Фаза вектора силы у одного конца подобного объекта может совпадать или не совпадать с фазой вектора силы на противоположном конце. Результирующая совпадающих по фазе сил пе в теле аппарата, коллектора, фазе сил вызывает вибрацию объекта и присоединенного трубопровода. [c.149] Наиболее интенсивная вибрация возникает при совпадении собственной частоты механической системы с частотой одной из гармонических составляющих пульсаций давления. Поэтому еще на стадии проектирования нагнетательных установок одним из важнейших факторов является определение и исключение возможного резонанса. [c.149] Источником возмущающих сил, вызывающих повышенную вибрацию турбомашин, чаще всего является неуравновешенность ротора. Динамическая нагрузка от ротора передается через масляную пленку подшипникам, а от них — фундаментным плитам и фундаменту. [c.149] Иногда, например в случае передачи колебаний через грунт или элементы здания от соседних агрегатов, возбуждение вибрирует от фундамента к подшипникам и ротору. [c.150] Существенную неуравновешенность вызывает смещение оси инерции относительно оси вращения ротора из-за его прогиба и ослабления посадки деталей на валу. [c.150] И наконец, неуравновешенность может быть вызвана неправильной балансировкой ротора или ее нарушением в процессе эксплуатации. [c.150] Неуравновешенность ротора в большинстве случаев, независимо от причины ее возникновения, вызывает вибрацию ротора и подшипников синусоидальной формы с частотой, равной частоте вращения ротора. [c.150] При действии на ротор постоянных неуравновешенных сил амплитуда и фаза вибрации сохраняют постоянную величину независимо от режима работы машины. [c.150] Распространенными источниками сил механического характера, возбуждающих повышенную вибрацию турбомашин, являются неисправности соединительных муфт и некачественная центровка ротора. [c.150] Вернуться к основной статье