Criterios de equilibrio estático y normas de aceptación para impulsores de bombas de lodos

Criterios de equilibrio estático

Los impulsores de bombas de lodos están prácticamente todos equilibrados estáticamente según criterios de aceptación, lo que generalmente se logra mecanizando una sección en forma de medialuna en el diámetro exterior de las cubiertas del impulsor (véase la FIGURA 1). Generalmente, persiste un desequilibrio residual que puede provocar efectos dinámicos indeseados y que es clave para establecer criterios de aceptación adecuados. Dado que los efectos dinámicos se describen mediante valores como la velocidad, la velocidad periférica y la rigidez del eje, la determinación de los criterios de aceptación debe incluir no solo las dimensiones del impulsor, sino también sus condiciones de funcionamiento admisibles.

Hay tres formas útiles de especificar el máximo   desequilibrio residual de un impulsor.

1. El desequilibrio estático se define como la masa m0   requerido en el diámetro exterior para detener cualquier

Rotación cuando se mantiene en un cojinete sin fricción. El valor de m0 describe completamente el desequilibrio estático, pero no es sorprendente que un valor fijo de m0 tenga diferentes efectos en distintos impulsores (un efecto mayor en un impulsor pequeño o de rotación rápida, y un efecto menor en un impulsor grande o de rotación lenta); por lo tanto, m0 por sí solo no constituye un criterio de aceptación adecuado. Una forma ligeramente más refinada es considerar el porcentaje de m0 en relación con la masa del impulsor M.

2. Otro método consiste en reconocer la noción de que existe una distancia e entre el centro de gravedad del impulsor ( cg ) y el eje de rotación. Con el impulsor girando a una velocidad angular w , la velocidad tangencial del cg ( Vt ) se considera un límite en lugar de un valor real y constituye la base del grado G de la norma ISO 1940, como se muestra en la Tabla 1. La conveniencia de este enfoque radica en que, para un rango de impulsores con la misma velocidad periférica, el m0 /M es constante. Nótese que, dado que hemos incluido el parámetro dinámico mediante la velocidad angular w , la velocidad real de un impulsor en particularG El valor es cero en reposo y aumenta directamente con la velocidad.

2. Un tercer método consiste en observar la fuerza centrífuga causada por el desequilibrio, en particular su porcentaje del peso del impulsor. Esta relación, denominada factor de fuerza centrífuga desequilibrada kc , debe ser <1, ​​ya que garantiza que el impulsor de una bomba horizontal tenga una fuerza descendente continua y no provoque inversiones de carga en los cojinetes. Nuevamente, para un impulsor en particular, el valor de kc no es constante, sino que depende de la velocidad de operación.

Criterios de aceptación del desequilibrio

En la TABLA 1, las bombas se agrupan con los volantes y las máquinas herramienta enG6.3 Esto es aceptable en bombas de agua o donde los impulsores tienen una vida útil infinita, es decir, no se desequilibran con el tiempo debido a la abrasión, la corrosión o la cavitación. El uso de unG6.3 El uso exclusivo de grado no suele justificarse en bombas para lodos, ya que, al manipular sólidos abrasivos, los impulsores tienen una vida útil limitada debido a la erosión y la corrosión. Se desequilibran, causan vibraciones, reducen su rendimiento y, eventualmente, deben reemplazarse para restablecer la bomba a sus condiciones de funcionamiento originales.

A modo de ejemplo, si consideramosG6.3 Valor especificado para bombas: podemos calcular que un impulsor pequeño de 4/3, que funciona a 2300 r/min, debe equilibrarse para generar una fuerza centrífuga igual a no más del 17 % de su peso. Por otro lado, un impulsor grande y pesado de 20/18, que funciona a 400 r/min, debe equilibrarse para producir una fuerza centrífuga igual a no más del 3 % de su propio peso. AplicandoG6.3 Por lo tanto, aumentar significativamente el costo de un impulsor grande aumentaría significativamente, pero los efectos de estos esfuerzos solo durarían hasta que el impulsor comience a desgastarse.

La experiencia ha demostrado que valores G superiores a G6,3 pueden utilizarse con seguridad en impulsores de bombas de lodos de mayor tamaño que la bomba 4/3. Como regla general, los requisitos de equilibrado de los impulsores de bombas de lodos se situarán entre G40 en el lado alto (gran desequilibrio residual) y G6,3 en el lado bajo (pequeño desequilibrio residual). Los impulsores con una relación diámetro/ancho >6 pueden equilibrarse estáticamente en un solo plano, utilizando rieles de equilibrado, en una disposición de eje de motor (o utilizando una equilibradora comercial y creando un solo plano).

corrección).