克拉克齒輪泵的振動(dòng)問(wèn)題分析

    當(dāng)克拉克齒輪泵及其關(guān)聯(lián)系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)，通常歸結(jié)到四種類型：斷裂，疲勞，摩擦磨損或泄漏。斷裂的原因是過(guò)載，例如超過(guò)預(yù)期的壓力，或管口負(fù)荷超出推薦的水平。疲勞的條件是施加的載荷是交變的，應(yīng)力周期地超過(guò)材料破裂的耐久極限，泵部件的疲勞主要由振動(dòng)過(guò)大引起，而振動(dòng)大由轉(zhuǎn)子不平衡，泵和驅(qū)動(dòng)機(jī)之間軸中心線的過(guò)大不對(duì)中，或固有頻率共振放大的過(guò)大運(yùn)動(dòng)引起。摩擦磨損和密封泄漏意味著轉(zhuǎn)子和定子之間的相互定位沒(méi)有在設(shè)計(jì)的容差范圍。這可以動(dòng)態(tài)發(fā)生，一般原因是過(guò)大的振動(dòng)。當(dāng)磨損或泄漏位于殼體單個(gè)角度位置，常見(jiàn)的原因是不可接受的管口載荷量，及其導(dǎo)致的或獨(dú)立的泵/驅(qū)動(dòng)機(jī)不對(duì)中。在高能泵（特別是加氫裂化和鍋爐給水泵），另一個(gè)在定子一個(gè)位置摩擦的可能性是溫度變化太快，導(dǎo)致每個(gè)部件由于隨溫度的變化，長(zhǎng)度和裝配不匹配。有一些特定的方法和程序可供遵循，降低發(fā)生這些問(wèn)題的機(jī)會(huì)；或如果發(fā)生了，幫助確定解決這些問(wèn)題的方法。   

關(guān)于泵的振動(dòng)和其它不穩(wěn)定機(jī)械狀態(tài)的診斷或預(yù)測(cè)，應(yīng)包括如下評(píng)估：

轉(zhuǎn)子動(dòng)力學(xué)行為，包括臨界轉(zhuǎn)速，激勵(lì)響應(yīng)，和穩(wěn)定性
扭轉(zhuǎn)臨界轉(zhuǎn)速和振蕩應(yīng)力，包括起機(jī)/停機(jī)瞬態(tài)
管路和管口負(fù)荷引起的不穩(wěn)定應(yīng)力，和不對(duì)中導(dǎo)致的扭曲
由于扭振、止推和徑向負(fù)荷導(dǎo)致高應(yīng)力部件的疲勞
軸承和密封的穩(wěn)態(tài)和動(dòng)態(tài)行為
正常運(yùn)行和連鎖停機(jī)過(guò)程的潤(rùn)滑系統(tǒng)運(yùn)行
工作范圍對(duì)振動(dòng)的影響
組合的泵和系統(tǒng)中的聲學(xué)共振（類似喇叭）
 
通常討論的振動(dòng)問(wèn)題是軸的橫向振動(dòng)，即與軸垂直的轉(zhuǎn)子動(dòng)力學(xué)運(yùn)動(dòng)，然而，振動(dòng)問(wèn)題也會(huì)在泵的定子結(jié)構(gòu)發(fā)生，如立式泵，另外振動(dòng)也會(huì)發(fā)生在軸向，也可能涉及扭振。
 
泵的運(yùn)行點(diǎn)對(duì)振動(dòng)的影響
盡量運(yùn)行在BEF點(diǎn)，否則，離心泵隨節(jié)流振動(dòng)變大，除非節(jié)流伴隨轉(zhuǎn)速的改變?nèi)鏥FD。在給定轉(zhuǎn)速運(yùn)行遠(yuǎn)低于BEF，與遠(yuǎn)高于BEF一樣，使流體的速度角度與各級(jí)葉輪或擴(kuò)散器或蝸殼舌部的流道角度不匹配。在低于入口或出口回流的流量下，轉(zhuǎn)子葉輪穩(wěn)定的側(cè)負(fù)荷和搖動(dòng)可能引起摩擦，甚至損壞軸承。一些工廠考慮未來(lái)生產(chǎn)擴(kuò)容，購(gòu)買(mǎi)大于需求能力的設(shè)備，但是這樣會(huì)產(chǎn)生幾年的本應(yīng)可靠設(shè)備的性能不可靠。如圖1的典型結(jié)果，盡管運(yùn)行在低于BEF是允許的甚至對(duì)某些應(yīng)用是必須的，但是絕不要使泵長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行在低于廠家提供的“小連續(xù)流量”，否則脈動(dòng)和振動(dòng)將有階躍升高。