Вибрации роторов центробежных насосов атомных электростанций

Вибрации роторов центробежных насосов

Вибрационное состояние насоса является основным показателем, характеризующим его надежность и долговечность, так как на высокие статические напряжения вибрации накладывают дополнительные знакопеременные напряжения, приводящие к усталостным разрушениям.
Основным источником вибраций центробежных насосов является неуравновешенный ротор, поэтому для анализа и прогнозирования их вибрационного состояния необходимы прежде всего расчеты динамики роторов. Особенность и сложность этих расчетов обусловлены тем, что колебания ротора насоса в значительной мере определяются упруго-демпфирующими и инерционными свойствами жидкости, протекающей через дросселирующие зазоры между вращающимися (роторными) и неподвижными (статорными) элементами. Даже если не учитывать податливость корпуса, ротор можно представить как многомассовую упругую систему (рис. 7.1), связанную с корпусом гидродинамическими силами, возникающими в радиальных опорах и концевых уплотнениях 1, в уплотнениях проточной части 2, в уравновешивающем устройстве и упорном подшипнике 3. Более того, как уже отмечалось, между силами и моментами в дросселирующих зазорах и колебаниями ротора существует обратная связь (рис. 6.13), поэтому ротор и уплотнения необходимо рассматривать как замкнутую гидромеханическую систему, многие из определяющих параметров которой являются случайными. Определить с достаточной точностью хотя бы низшие собственные частоты такой системы пока не удается, поэтому большое практическое значение имеют исследования влияния различных факторов на динамику ротора. Результаты таких исследований позволяют на стадии проектирования принимать конструктивные решения, обеспечивающие низкий уровень вибраций, а также дают возможность с меньшими затратами времени выяснить и устранить причины неудовлетворительного вибрационного состояния насосов, находящихся в эксплуатации.

Рис. 7.1. Динамическая модель ротора многоступенчатого центробежного насоса