Балансировка рабочего колеса насоса: зачем, когда и как проверяют

Рабочее колесо вращается со скоростью около 1450 или 2900 оборотов в минуту. Если его масса распределена неравномерно хотя бы на несколько граммов, на каждом обороте возникает центробежная сила, которая раскачивает вал. Насос начинает вибрировать, подшипники и торцевое уплотнение изнашиваются быстрее, а в тяжёлых случаях колесо задевает корпус. Балансировка рабочего колеса устраняет эту неравномерность.

Откуда берётся дисбаланс

• Неравномерный износ. На абразиве лопатки стачиваются по-разному, и колесо, сбалансированное на заводе, со временем теряет баланс.
• Налипание и отложения. Ил, известь, волокно, налипшие на часть лопаток, меняют распределение массы.
• Повреждения. Сколы и погнутые кромки после попадания камней или металла.
• Ремонт. Наплавка, обточка колеса, замена деталей ротора.
• Неоригинальные колёса без заводской балансировки.

Почему изнашивается колесо и как это видно, объясняет статья об абразивном износе, а виды колёс — статья о рабочих колёсах насоса.

Статическая и динамическая балансировка

Для узкого колеса погружного насоса статической балансировки часто достаточно. Для широких колёс и для ротора в сборе с валом нужна динамическая. Точность балансировки задают классом качества по стандарту ISO 21940-11; для роторов насосов обычно применяют класс G 6.3. Чем выше обороты, тем меньше допустимый остаточный дисбаланс.

Лишнюю массу убирают сверлением или фрезеровкой с тяжёлой стороны — на дисках колеса, а не на лопатках, чтобы не испортить гидравлику. Реже добавляют массу с лёгкой стороны.

Когда колесо нужно балансировать заново

• после наплавки или другого восстановления изношенного колеса;
• после обточки колеса по диаметру;
• при установке неоригинального или долго лежавшего на складе колеса без отметки о балансировке;
• если после замены колеса насос вибрирует сильнее, чем до ремонта.

Новое оригинальное колесо от производителя уже отбалансировано, и повторно его не балансируют. Как и когда колесо меняют, объясняет статья о замене рабочего колеса.

Как дисбаланс проявляется на объекте

Главный признак — вибрация с частотой вращения: она «гудит» на одной частоте и растёт с оборотами. Погружной насос в воде вибрацию частично гасит, поэтому её замечают по косвенным признакам:

• рукав и трос заметно дрожат, насос «ходит» на дне;
• быстро изнашивается торцевое уплотнение — мутнеет масло в камере;
• шумят подшипники;
• колесо оставляет следы касания на корпусе или износной пластине.

Вибрация бывает и по другим причинам: кавитация, работа вне рабочей зоны, неверное направление вращения. Как их различить, разобрано в статье о вибрации насоса.

Чем грозит работа с разбалансированным колесом

Дисбаланс не ломает насос сразу, он ускоряет износ всего ротора. Подшипники работают с переменной нагрузкой, торцевое уплотнение раскачивается и начинает пропускать воду в масляную камеру. Если это пропустить, вода доходит до двигателя — см. статью о воде в двигателе насоса. Поэтому при сильной вибрации насос лучше поднять и осмотреть колесо, чем ждать, пока откажет уплотнение. О замене уплотнения — статья о замене сальника и уплотнений.

Что делать, если насос вибрирует после ремонта

Если насос после замены или восстановления колеса работает заметно жёстче, чем раньше, проверку ведут от простого к сложному. Сначала убеждаются, что колесо дошло до места на валу и надёжно зафиксировано, а зазор до корпуса равномерный по окружности. Затем проверяют направление вращения: при обратном вращении насос тоже вибрирует и качает хуже. После этого смотрят на сетку и проточную часть — застрявший кусок резины или дерева даёт ту же картину, что и дисбаланс.

Если всё это в порядке, а вибрация осталась, колесо снимают и проверяют на балансировочном станке. Отдельно оценивают вал: погнутый вал не исправить балансировкой колеса, и после него подшипники и уплотнение выходят из строя быстро. Порядок приёмки насоса после ремонта описан в статье о приёмке насоса.

Частые вопросы

Нужно ли балансировать новое рабочее колесо? Оригинальное колесо от производителя уже сбалансировано. Неоригинальное или восстановленное — проверяют.

Можно ли отбалансировать колесо самостоятельно? Статически — грубо можно на ровных ножах. Для точной и динамической балансировки нужен станок.

Почему насос вибрирует после замены колеса? Колесо не сбалансировано, не дошло до места на валу или задевает корпус. Насос поднимают и проверяют.

Как убирают дисбаланс? Снимают металл с тяжёлой стороны на дисках колеса — сверлением или фрезеровкой, не трогая лопатки.

Вывод: балансировка рабочего колеса нужна после износа, ремонта и при установке неоригинальных колёс. Дисбаланс проявляется вибрацией с частотой вращения и быстрее всего убивает подшипники и торцевое уплотнение. Оригинальное новое колесо уже отбалансировано на заводе. Производитель оборудования — шведская компания Grindex.