Том 334 № 11 (2023)

DOI https://doi.org/10.18799/24131830/2023/11/4293

Снижение виброактивности вентилятора системы жизнеобеспечения нефтегазовых станций

Актуальность. Электромеханические вентиляторы широко используются в системах жизнеобеспечения нефтяных и газовых станций, работают в условиях вибрации, высоких скоростей вращения и нагрузок. На виброактивность электромеханического устройства влияют конструктивные, технологические и эксплуатационные причины. Наибольший «вклад» в существующие вибрации, по спектру частот, вносит неидеальность элементов конструкции шарикоподшипника: движение сепаратора, переменная жесткость при действии радиальной нагрузки, взаимодействие микронеровностей рабочих поверхностей, гранность и волнистость рабочих поверхностей колец и шариков. Кроме того, возникающие вибрации отрицательно сказываются как на надежности, так и на долговечности вентилятора. А поскольку полностью устранить виброактивность электромеханического устройства технически невозможно, целесообразно ее снизить с помощью технического решения, введя демпфирующий элемент в кинематическую цепь источника вибрации. В связи с этим разработка демпфирующего устройства является неотъемлемой технической задачей, способствующей снизить вибрационную активность технических систем жизнеобеспечения нефтегазовых станций, а также повысить качество экологических условий жизнедеятельности человека. Для снижения виброактивности предложена конструкция демпфера, учитывающая различные виды диссипации энергии. Однако, учитывая плотный спектр вибрационных частот от шарикоподшипников, в конструкцию демпфера введен вязкий элемент трения. Для определения эффективности снижения виброактивности изготовлен макет рассматриваемого демпфера на основе разработанной 3D-модели. Для испытаний в определении эффективности применения вязкого элемента трения использованы два варианта конструкции демпфера – с наличием элемента вязкого трения и при его отсутствии. Результаты испытаний макетов демпфера показали, что разработанное техническое решение для снижения виброактивности электромеханического устройства имеет практическое подтверждение в полученных результатах, а исследования, положенные в основу разработанной конструкции демпфера с вязким элементом трения, позволяют обеспечить снижение амплитуды вирации. Объектом исследования является электромеханическое устройство в рабочем режиме. Цель: описание виброактивности в рабочем режиме электромеханического устройства во всем спектре возмущающих воздействий, действующих по осям X, Y, Z, с учетом неидеальности геометрии деталей шарикоподшипников и разработка демпфера для снижения уровня виброактивности электромеханического устройства. Методы: современные подходы вибродиагностики, вычислительной математики, средств измерений, программное обеспечение «Виброрегистратор-Ф», «Виброрегистратор-М2», «Logger»-регистратор и «Подшипник». Результаты исследования показали эффективность предложенного технического решения для снижения амплитуды вибрации в диапазоне рабочих частот вращения ротора электромеханического устройства до 4 раз по сравнению с соответствующим максимальным значением амплитуды без его применения.

Ключевые слова:

Нефтегазовое оборудование, электромеханическое устройство, виброактивность, вибродиагностический комплекс, демпфер

Авторы:

Алексей Николаевич Гаврилин

Виктор Степанович Дмитриев

Дмитрий Владимирович Ермаков

Дарья Александровна Дерусова

Скачать pdf