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Aug 15, 2023

펌프 진동 및 문제 해결 전략, 1부

진동은 장비의 작동과 상태를 평가하기 위해 펌프와 드라이버에 대해 수행되는 가장 일반적인 측정 중 하나입니다. 펌프 진동을 측정하는 몇 가지 이유는 다음과 같습니다.

진동은 장비의 작동과 상태를 평가하기 위해 펌프와 드라이버에 대해 수행되는 가장 일반적인 측정 중 하나입니다. 펌프 진동을 측정하는 몇 가지 이유는 다음과 같습니다.

사용자가 높은 진동 문제를 경험하는 경우 질문이 있을 수 있습니다. 예: 너무 높나요? 손상이 발생했거나 발생합니까? 원인을 어떻게 알아낼 수 있나요? 이것들은 모두 논리적인 질문이지만 대답은 복잡할 수 있으며 진동 원리, 펌프 설계, 펌프 생성 힘 및 역학, 측정 기술, 계측, 분석기 및 문제 해결 방법론에 대한 이해가 필요합니다.

펌프 진동, 단위, 강제 진동, 자유 진동 및 모드 형상

진동은 반력, 질량, 감쇠 및 강성 사이의 관계로 인해 정지 위치에 대한 물체의 진동 운동으로 설명할 수 있습니다. 이미지 1은 이러한 진동 운동을 보여주며 진동이 부품이 얼마나 움직이거나 변위되는지 알려준다는 점을 나타냅니다. 시작점(빨간색)에서 개체의 진폭은 0입니다. 90도(완전히 오른쪽으로) 이동하면 1mil이 이동한 것입니다. 그런 다음 다시 진동하여 180도에서 영점(빨간색)을 교차하고 270도(완전히 왼쪽으로)에서 -1mil로 이동한 다음 다시 영점으로 돌아가 한 주기를 완료합니다. 이 움직임을 피크 대 피크(pp) 변위로 측정하는 것이 일반적이며, 이 경우 2mils pp입니다.

이미지 1의 그림은 자유 진동의 단일 주기만 고려하여 단순화되었습니다. 빈도는 주기를 완료하는 데 걸리는 시간에 따라 다릅니다. 예를 들어, 이 진동 주기가 초당 10회 발생하면 주파수는 10헤르츠(Hz) 또는 분당 600사이클(cpm)이 됩니다. 한 사이클이 완료되는 데 걸리는 시간은 주파수의 역수이거나 10Hz 예의 경우 1/10초입니다. 이 예에는 변위 진폭을 나타내는 일반적인 방법인 mils pp 단위가 있습니다. 이미지 2는 pp의 의미를 보여주지만, 설명된 대로 단위가 0에서 피크(pk) 및 RMS(평균 제곱근)로 전달될 수 있음을 보여줍니다. 추가적으로, 시간(T)의 사이클 주기가 예시되어 있습니다.

단일 주파수 기호 파동의 경우 이미지 2의 왼쪽 그림에 표시된 대로 pp 진동은 pk의 2배이고 RMS 진동은 pk의 0.707배입니다. 그러나 단일 주파수가 아닌 시간 파형의 경우 pp, pk 및 RMS 진동 값 결정은 간단하지 않지만 이미지 2의 오른쪽 그림과 같이 표시됩니다.

진폭의 다른 단위는 속도와 가속도입니다. 속도는 물체가 진동하는 속도(인치/초)를 측정하고 가속도는 속도 변화율(G)을 측정합니다. 두 가지 모두 변위와 관련되어 있으며 속도와 가속도 진폭은 이미지 3에 표시된 대로 주파수를 기반으로 한 변위로부터 계산할 수 있습니다. 분명한 것은 일정한 속도(0.250인치/초 pk)의 경우 변위가 뚜렷하고 가속도가 크다는 것입니다. 낮은 주파수에서는 제한됩니다. 반대로, 변위는 제한되고 가속도는 고주파수에서 두드러집니다.

진폭 단위는 다음과 같이 사용하는 것이 일반적입니다.

펌프 강제 진동은 일반적으로 샤프트 회전 속도(x)의 함수 또는 간격으로 발생하기 때문에 주파수와 주기가 중요합니다. 따라서 자유진동과 강제진동 주파수의 개념을 이해해야 한다. 강제 진동은 특정 주파수에서 외부 힘(균형, 정렬 불량, 마찰 등)으로 인해 발생합니다(그림 4). 본질적으로 유압에 의한 기타 강제 진동(공동화 또는 재순환)은 일반적으로 샤프트 회전 속도의 정수와 관련되지 않은 충격 및 진동을 초래합니다. 이러한 강제 진동의 배수 또는 순서는 고조파로 나타날 수 있습니다(베인 통과의 경우: 3x, 6x, 9x 등).

자유 진동은 고유 주파수에서 시스템의 진동입니다. 본질적으로 이는 자연적으로 자극될 때 시스템이 진동하는 주파수 및 모드 형태입니다. 수직 펌프와 지상 구조물을 고려하면 그림 5의 오른쪽 그림과 같이 편향을 나타내는 모드 형상을 갖는 고유 주파수가 있을 것입니다. 이것이 최초의 지상 고유 주파수 모드이며, 리드 임계 주파수(RCF). 섹션 XX 및 YY에서 언급한 것처럼 RCF 값은 방향에 따라 달라집니다. 고려해야 할 추가 고유 진동수와 다양한 모드 형상이 있다는 점에 유의하십시오.