พบกับ Vibromera.com — เว็บไซต์นานาชาติใหม่ของเรา เยี่ยมชม Vibromera.com →

เครื่องมือวิศวกรรมฟรี #023

ขีดจำกัดการสั่นสะเทือน — กังหันน้ำและชุดปั๊มน้ำ

ประเมินความรุนแรงของการสั่นสะเทือนสำหรับกังหันไฮดรอลิก กังหันปั๊ม และปั๊ม ตามมาตรฐาน ISO 20816-5 รองรับการวัดความเร็วของตัวเรือนแบริ่งและการเคลื่อนที่ของเพลา.

ISO 20816-5 โซน A/B/C/D เครื่องจักรไฮโดร
ค่าที่ตั้งไว้ล่วงหน้าอย่างรวดเร็ว

ผลลัพธ์

A
B
C
D
โซนการสั่นสะเทือน
—
ค่าที่วัดได้
—
คำแนะนำ
—
โซนขอบเขตคำอธิบาย

ขอบเขตของ ISO 20816-5

มาตรฐาน ISO 20816-5 กำหนดเกณฑ์การประเมินการสั่นสะเทือนสำหรับเครื่องจักรไฮดรอลิก ซึ่งรวมถึงกังหันคาปลัน ฟรานซิส และเพลตัน ปั๊มกังหัน และปั๊มที่ใช้ในโรงไฟฟ้าพลังน้ำ ครอบคลุมทั้งเครื่องจักรแบบแนวตั้งและแนวนอน.

การสั่นสะเทือนของตัวเรือนแบริ่ง — เครื่องจักรแนวตั้ง

ความเร็วการสั่นสะเทือนแบบบรอดแบนด์วัดที่เรือนแบริ่ง มีหน่วยเป็น mm/s RMS โดยทั่วไปในช่วง 10–1000 Hz ใช้กับหน่วยกังหัน Kaplan, Francis, ปั๊ม-กังหัน และปั๊มแนวตั้ง ค่าขอบเขตโซนในหน้านี้เป็นค่าแนวทางแบบทำให้ง่ายจากชุดมาตรฐาน ISO 10816/20816; ตารางเฉพาะกลุ่มเครื่องจักรและความเร็วของ ISO 20816-5 มีรายละเอียดที่แตกต่างกันและควรใช้อ้างอิงสำหรับการประเมินตามสัญญาหรือการตรวจรับ

เขตแดนของโซนความเร็ว (mm/s RMS)
เอ/บี2.8
บี/ซี5.3
ซี/ดี8.5

การสั่นสะเทือนของตัวเรือนแบริ่ง — แบบ Pelton แนวนอน

กังหัน Pelton แบบแนวนอนมีขีดจำกัดที่อนุญาตต่ำกว่า เนื่องจากลักษณะการจัดเรียงแบริ่งและลักษณะการรับแรงกระแทก.

เขตแดนของโซนความเร็ว (mm/s RMS)
เอ/บี2.3
บี/ซี4.5
ซี/ดี7.1

การเคลื่อนที่ของเพลา — เครื่องจักรแนวตั้ง

การเคลื่อนตัวสัมพัทธ์ของเพลาจะถูกวัดด้วยโพรบแบบใกล้เคียง โดยแสดงผลเป็นค่าการเคลื่อนตัวสูงสุดถึงต่ำสุดในหน่วยไมโครเมตร (μm).

เขตแดนของโซนการกระจัด (μm p-p)
เอ/บี80
บี/ซี160
ซี/ดี260

ℹ️ หมายเหตุ: เครื่องจักรไฮดรอลิกแนวตั้งมีลักษณะการสั่นสะเทือนที่เป็นเอกลักษณ์เนื่องจากแรงโน้มถ่วงที่กระทำตามแนวแกนเพลา สภาพของแบริ่งรับแรงผลักและแรงไฮดรอลิก (แรงดันกระชากในท่อส่งน้ำ การเกิดโพรงอากาศ) ส่งผลต่อพฤติกรรมการสั่นสะเทือนอย่างมาก.

⚠️ สำคัญ: ควรตรวจสอบการสั่นสะเทือนทั้งของตัวเรือนแบริ่งและเพลา ค่าที่แย่ที่สุดในสองค่านี้จะเป็นตัวกำหนดการประเมินโดยรวม สภาวะการทำงาน (ภาระ แรงดันน้ำ ระดับน้ำท้ายน้ำ) มีอิทธิพลอย่างมากต่อระดับการสั่นสะเทือนในเครื่องจักรพลังน้ำ.

ISO 20816-5 applies to hydraulic machines including:

  • Vertical Kaplan turbines
  • Vertical Francis turbines
  • Vertical pump-turbines (reversible)
  • Horizontal Pelton turbines
  • Vertical pumps

These machines operate in hydroelectric power plants with typical speeds from 60 to 1000 RPM.

Hydraulic machines operate at much lower speeds (60–500 RPM vs 1500–3600 RPM for steam turbines) and experience unique hydraulic excitation forces:

  • Draft tube surge and pressure pulsations
  • Cavitation-induced vibration
  • Wicket gate and runner vane pass frequencies
  • Von Kármán vortex shedding

Vertical machines also have additional considerations for thrust bearing vibration and axial hydraulic forces.

Shaft displacement is measured using proximity probes mounted near the guide bearings, measuring peak-to-peak displacement in micrometers (μm p-p). This is critical for vertical machines where shaft orbit monitoring reveals:

  • Unbalance and misalignment
  • Hydraulic instabilities
  • Guide bearing wear
  • Seal rub conditions

Horizontal Pelton turbines have lower vibration limits than vertical machines because:

  • Horizontal bearing arrangements are more sensitive to dynamic forces
  • Impulse loading from the Pelton bucket jet impact produces distinct vibration
  • Gravity loads on horizontal bearings create different dynamic behavior

The Zone A/B boundary is 2.3 mm/s vs 2.8 mm/s for vertical machines.

For Zone C on a hydro turbine:

  • Investigate root causes: runner cavitation, draft tube surge, guide bearing wear, shaft misalignment, hydraulic resonance
  • Increase monitoring frequency to continuous if not already
  • Consider load restrictions to reduce hydraulic excitation
  • Plan corrective action during the next scheduled outage
  • Monitor trend carefully — if approaching Zone D, consider shutdown

ขั้นตอนที่อธิบายไว้ในหน้านี้ได้รับการพัฒนาและทดสอบภาคสนามโดยทีมงาน Vibromera โดยใช้ Balanset-1A ซึ่งเป็นเครื่องบาลานซ์และเครื่องวิเคราะห์การสั่นสะเทือนแบบสองช่องสัญญาณชนิดพกพา สำหรับการบาลานซ์โรเตอร์หน้างาน

Vibromera — อุปกรณ์ปรับสมดุลและวิเคราะห์การสั่นสะเทือนแบบพกพา
เครื่องวิเคราะห์การสั่นสะเทือนระดับมืออาชีพและระบบการถ่วงสมดุลภาคสนามสำหรับเครื่องจักรผลิตไฟฟ้าพลังน้ำ การประเมินผล ณ สถานที่ใช้งานเป็นไปตามมาตรฐาน ISO 20816 ใช้งานในกว่า 50 ประเทศ
เรียนรู้เพิ่มเติมเกี่ยวกับเครื่องมือถ่วงสมดุลของ Vibromera
หมวดหมู่:

Nikolai Shelkovenko

Nikolai Shelkovenko

Nikolai Shelkovenko เป็นวิศวกรวิเคราะห์การสั่นสะเทือน และเป็นผู้ก่อตั้งและประธานเจ้าหน้าที่บริหารของ Vibromera กว่า 15 ปีที่เขาถ่วงสมดุลเครื่องจักรหมุนในภาคสนามแทนที่จะทำบนแท่นทดสอบ ได้แก่ มุลเชอร์ พัดลมอุตสาหกรรม เครื่องบด เครื่องหมุนเหวี่ยง เพลา และสปินเดิล งานนี้เองที่ทำให้เกิดเครื่องมือ Balanset — ออกแบบมาให้เป็นเครื่องมือที่ผู้เชี่ยวชาญสามารถถือไปยังเครื่องจักรและใช้งานได้ด้วยตัวคนเดียวหน้างาน ไม่ใช่อุปกรณ์สำหรับห้องปฏิบัติการ Vibromera ก่อตั้งขึ้นในปี 2017 และตั้งฐานอยู่ที่เมืองปอร์ตู ประเทศโปรตุเกส ตั้งแต่ปี 2023 การพัฒนา การประกอบ และการสนับสนุนผลิตภัณฑ์ตระกูล Balanset ทั้งหมดเกิดขึ้นที่นี่ เครื่องมือเรือธงคือ Balanset-1A เครื่องวิเคราะห์แบบพกพาสำหรับการถ่วงสมดุลหนึ่งระนาบและสองระนาบ และสำหรับการวินิจฉัยการสั่นสะเทือน Nikolai มีส่วนร่วมด้วยตนเองในการสนับสนุนลูกค้า ในการแก้ไขงานถ่วงสมดุลที่ยาก และในการพัฒนาซอฟต์แวร์ เขาทำงานกับลูกค้าทั่วโลกในทุกภาษา

WhatsApp
Balanset-1A · €1975ถามวิศวกร