I. Измерване и анализ на вибрации и фазова разлика
Съдът е оборудван с две еднакви циркулационни помпи за гореща вода, всяка с номинална мощност 2,2 kW и работеща със скорост 2900 rpm. Двигателите на помпите са асинхронни двигатели, свързани към помпите чрез съединител и лагерна скоба. По време на работа беше наблюдавано, че помпа № 2 показва значителни вибрации. Снимка на помпа № 2 е предоставена на фигура 1.
Фигура 1 Физическа картина на помпа № 2
Интензитетите на вибрациите на две помпи бяха измерени от вибрационния анализатор VIBEXPERTⅡ на определена компания. Резултатите от измерването на интензитетите на вибрациите са показани в таблица 1.
Според GB/T 16301-2008Измерване и оценка на интензитета на вибрациите за спомагателни машини в корабни машинни отделенияинтензитетът на вибрациите на помпа № 1 е в допустимите граници, докато този на помпа № 2 значително надвишава стандарта.
За да се диагностицира проблемът, вълните и спектрите на скоростта на вибрациите бяха измерени и анализирани в множество точки на двигателя и лагерната рамка на помпа № 2. Измерванията на формата на вълната бяха проведени с честота на вземане на проби от 4096 Hz за период на анализ от 5 секунди. За спектрален анализ честотата на измерване беше настроена на 1600 Hz, с 6400 линии разделителна способност. Подробният анализ се фокусира върху формата на вълната и спектъра на вертикалната радиална вибрационна скорост във входния край на рамката на лагера на помпата, където се наблюдава значителна вибрация. Вертикалната форма на вълната на скоростта на вибрациите на рамката на лагера на помпата е представена на Фигура 2, а съответният спектър на скорост на вертикална вибрация е показан на Фигура 3.
Фигура 3 Вертикален спектър на скоростта на вибрациите на рамата на лагера на помпата
Спектърът на скоростта на вибрациите показва изразена основна честота и хармонични компоненти от втори ред. Както формата на вълната, така и характеристиките на спектъра се изравняват с тези, типични за вибрациите на паралелно разместване. Подобни характеристики се наблюдават във формата на вълната и спектъра на хоризонталната радиална вибрационна скорост в тази точка. Поради това е направено предварително заключение, че има проблем с паралелно разминаване между валовете в двата края на съединителя на помпата.
За по-нататъшно диагностициране на този проблем беше измерена фазовата разлика на честотите на въртене в двата края на съединителя за помпа № 2. Единият сензор за ускорение на вибрациите беше разположен в изходния край на двигателя, докато другият беше поставен във входния край на рамката на лагера на помпата. За измерване на вертикална фазова разлика, двата сензора бяха разположени във вертикалните позиции на съответните им точки на измерване. Диаграмата, илюстрираща настройката за измерване на вертикалната фазова разлика на съединителя, е показана на фигура 4.
Фигура 4 Диаграма на измерване на вертикалната фазова разлика на съединителния вал
Хоризонталната радиална фазова разлика следва подобен модел. Измерените фазови разлики са както следва: вертикалната фазова разлика в двата края на съединителя е 181 градуса, хоризонталната радиална фазова разлика е 258 градуса, а аксиалната фазова разлика е 280 градуса. Очевидно е, че фазовата разлика във вертикалната честота на въртене между двигателя и помпата на помпа № 2 е почти 180 градуса. Във връзка с по-рано обсъдените резултати от спектъра на скоростта на вибрациите, това показва, че основната причина за прекомерна вибрация в помпа № 2 е лошото вертикално подравняване на вала. Следователно е необходимо да се провери и коригира вертикалното подравняване.
II. Регулиране на подравняването
Поради липсата на циферблатен индикатор, вертикалното подравняване на вала на помпа № 2 беше регулирано въз основа на съпротивлението, срещано по време на ръчно въртене, с цел да се сведе до минимум това съпротивление, доколкото е възможно. След завършване на настройката помпата беше рестартирана и отново бяха извършени измервания на вибрациите. Формата на вълната на скоростта на вибрациите и спектърът след регулирането на центровката са представени съответно на фигури 5 и 6.
Може да се види, че интензитетът на вибрациите в центъра значително е намалял и спектърът на скоростта на вибрациите показва забележим компонент при честотата на въртене. 2x честотният компонент на въртене все още съществува и вертикалната фазова разлика в двата края на съединителя остава близо до 180 градуса. Това показва, че несъответствието все още съществува, но е значително подобрено. Впоследствие може да се използва циферблатен индикатор за допълнително регулиране на вертикалното подравняване.
III. Скорост на въртене и инфрачервен мониторинг
Като се има предвид, че несъосността все още съществува и помпата трябва да работи непрекъснато за продължителни периоди, беше необходимо да се оцени въздействието на тази несъосност върху двигателя на помпата. Следователно, след регулирането на центровката бяха извършени мониторинг на скоростта на въртене и инфрачервено наблюдение на помпа № 2. Действителната работна скорост беше измерена с помощта на вибрационен анализатор VIBEXPERT II от определен производител, разкривайки работна скорост от 2878 r/min, което е с 22 r/min по-ниско от номиналната скорост. Това предполага, че разместването е причинило помпата да работи при условия на леко претоварване. Инфрачервеното топлинно изображение на двигателя за помпа № 2 е представено на фигура 7.
Фигура 7 Инфрачервено топлинно изображение на мотор за помпа № 2
Както е показано на Фигура 7, повишаването на температурата на двигателя е приблизително 33,8 градуса, а класът на изолация на двигателя е клас F. Като се има предвид, че допустимото покачване на температурата за изолационен клас F-клас е 60 градуса, наблюдаваното покачване на температурата от 33,8 градуса остава в границите на определения нормален работен диапазон. Следователно помпа № 2 може да продължи да работи безопасно.