Исследование вибрационной динамики насосного оборудования на частоте вращения при воздействиях сил, различной природы возникновения
Автор: Дмитрий Андреевич Куликов
Соавторы: Шмелев Е.И., Фомин М.Н., Маслов М.Г., Игрушкин С.И.
Организация: АО «ОКБМ Африкантов»
В связи с постоянно ужесточающимися требованиями к массо-габаритным характеристикам различного оборудования и электронасосов в частности рассматриваются различные пути по уменьшению их габаритов.
Один из основных путей состоит в увеличении частоты вращения рабочего колеса, что приводит к уменьшению габаритов, как электродвигателя, так и насосной части. Однако, одновременно со снижением массы и размеров, значительно увеличиваются силы на частоте вращения ротора электронасоса и вибрация на частоте вращения становится определяющей в спектральных характеристиках виброскорости насосного оборудования.
Анализ различных источников вибрации на частоте вращения показал, что помимо остаточного дисбаланса, наиболее вероятными и определяющими источниками сил на частоте вращения ротора электронасоса будут:
- несоосность подшипниковых опор ротора;
- неоднородность потока на входе в рабочее колесо.
Цель данной работы состояла в том, чтобы численно проанализировать интенсивность гидродинамических сил на частоте вращения, связанных с неравномерностью потока на входе в рабочее колесо, а также оценить влияние несоосности подшипников скольжения на амплитуды вибрации насоса.
В качестве исследуемого образца использовался электронасос разработки АО «ОКБМ Африкантов». Электронасос представляет собой моноблочный агрегат с одним рабочим колесом, радиальным направляющим аппаратом, гидрокамерой и асинхронным электродвигателем. Ротор рабочего колеса и электродвигателя вращается в подшипниках скольжения, охлаждаемых и смазываемых перекачиваемой рабочей средой (водой). Частота вращения ротора электронасоса составляет 3000 об/мин. На рисунке показан общий вид данного электронасоса.
Выполненные исследования позволят в дальнейшем обеспечивать минимальные уровни вибрации электронасосов на повышенных частотах вращения ротора.
1. Барков А.В., Баркова Н.А., Азовцев А.Ю. Мониторинг и диагностика роторных машин по вибрации // Учеб. пособие. СПб.: «СЕВЗАПУЧЦЕНТР», 2021, 160 с.
2. Гантман М.Ю., Куликов Д.А., Фомин М.Н… Применение отечественного ПО для прогнозирования вибрации насосного оборудования… // Сборник тезисов межотраслевой научно-технической конференции «Направления развития ЯЭУ перспективных…». Н. Новгород, 2022, 110 с.
3. Савчук Д,В., Бесчеров Д.Е., Куликов Д.А.,… Обеспечение вибрационных характеристик центробежных насосов реакторных установок // Вестник Самарского университета. Аэрокосмическая техника, технологии и машиностроение. Т. 22, №1, 2023. С.112-120.
