Как избежать вибрации, вызванной структурным резонансом в вертикальных насосах?
Вертикально подвешенные насосы типов VS1, VS2, VS3, VS6 и VS7, как правило, представляют собой гибкие конструкции над монтажной плитой. Если рассматривать конструкцию вертикального насоса над основанием и частоту первого тона изгибных колебаний, она может совпадать со скоростью (скоростями) вращения или другими частотами вынужденных колебаний.
Если насос работает в условиях резонанса (рабочая скорость совпадает с собственной частотой конструкции), при достижении недопустимого уровня может произойти усиление вынужденной вибрации. Если насос оснащен частотно-регулируемым приводом, вероятность того, что частота вынужденной вибрации совпадет с собственной частотой колебаний конструкции, значительно возрастает.
Чтобы предотвратить резонанс собственных частот верхней части конструкции насоса, производители обычно выполняют динамический анализ в соответствии со стандартом ANSI/HI 9.6.8 “Динамические насосы. Руководство по динамике насосного оборудования”.
Поскольку в опоре выпускной головки/привода обычно имеется два окна, поперечная жесткость в одном направлении может отличаться от поперечной жесткости в другом направлении. Это различие приводит к тому, что собственные частоты конструкции для каждого режима в направлении выпускной трубы отличаются от собственных частот конструкции для каждого режима в перпендикулярном направлении к выпускной трубе (рисунок).
Если рассматривать вынужденную вибрацию из-за дисбаланса, желателен минимальный запас по частотам между первыми собственными частотами верхней конструкции и рабочей скоростью для установки с фиксированной частотой вращения двигателя или диапазоном рабочих скоростей для установок с частотно-регулируемым приводом. В данном примере рабочая скорость должна быть ниже 1450 колебаний/мин или выше 1610 колебаний/мин. Если требуется, чтобы насос работал в прерывистом режиме, как показано на рисунке, проектировщику необходимо будет оценить, как увеличить или уменьшить собственные частоты в каждом направлении.
Изменение собственных частот конструкции насоса может потребовать внесения изменений в элементы конструкции, включая изменение геометрии окна или корпуса опоры привода или выпускной головки, добавление ребер, изменение высоты конструкции, изменение гибкости фланцевых соединений или выбор привода с другой жесткостью, весом, расположением центра тяжести или способом монтажа.
