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水泵振動原因分析
2017-8-19 閱讀(133)
一、引起泵振動原因的分析
1 基礎(chǔ)及泵支架
驅(qū)動裝置架與基礎(chǔ)之間采用的接觸固定形式不好，基礎(chǔ)和電機系統(tǒng)吸收、傳遞、隔離振動能力差，導(dǎo)致基礎(chǔ)和電機的振動都超標。水泵基礎(chǔ)松動，或者水泵機組在安裝過程中形成彈性基礎(chǔ)，或者由于油浸水泡造成基礎(chǔ)剛度減弱，水泵就會產(chǎn)生與振動相位差1800的另一個臨界轉(zhuǎn)速，從而使水泵振動頻率增加，如果增加的頻率與某一外在因素頻率接近或相等，就會使水泵的振幅加大。另外，基礎(chǔ)地腳螺栓松動，導(dǎo)致約束剛度降低，會使電機的振動加劇。
2 聯(lián)軸器
聯(lián)軸器連接螺栓的周向間距不良，對稱性被破壞；聯(lián)軸器加長節(jié)偏心，將會產(chǎn)生偏心力；聯(lián)軸器錐面度超差；聯(lián)軸器靜平衡或動平衡不好；彈性銷和聯(lián)軸器的配合過緊，使彈性柱銷失去彈性調(diào)節(jié)功能造成聯(lián)軸器不能很好地對中；聯(lián)軸器與軸的配合間隙太大；聯(lián)軸器膠圈的機械磨損導(dǎo)致的聯(lián)軸器膠圈配合性能下降；聯(lián)軸器上使用的傳動螺栓質(zhì)量互相不等。這些原因都會造成振動。
3 葉輪
?、偃~輪質(zhì)量偏心。葉輪制造過程中質(zhì)量控制不好，比如，鑄造質(zhì)量、加工精度不合格；或者輸送的液體帶有腐蝕性，葉輪流道受到?jīng)_刷腐蝕，導(dǎo)致葉輪產(chǎn)生偏心。②葉輪的葉片數(shù)、出口角、包角、喉部隔舌與葉輪出口邊的徑向距離是否合適等。③使用中葉輪口環(huán)與泵體口環(huán)之間、級間襯套與隔板襯套之間，由zui初的碰摩，逐漸變成機械摩擦磨損，這些將會加劇泵的振動。
4 傳動軸及其輔助件
軸很長的泵，易發(fā)生軸剛度不足，撓度太大，軸系直線度差的情況，造成動件(傳動軸)與靜件(滑動軸承或口環(huán))之間碰摩，形成振動。另外，泵軸太長，受水池中流動水沖擊的影響較大，使泵水下部分的振動加大。軸端的平衡盤間隙過大，或者軸向的工作竄動量調(diào)整不當(dāng)，會造成軸低頻竄動，導(dǎo)致軸瓦振動。旋轉(zhuǎn)軸的偏心，會導(dǎo)致軸的彎曲振動。
5 泵的選型和變工況運行
每臺泵都有自己的額定工況點，實際的運行工況與設(shè)計工況是否符合，對泵的動力學(xué)穩(wěn)定性有重要的影響。水泵在設(shè)計工況下運行比較穩(wěn)定，但在變工況下運行時，由于葉輪中產(chǎn)生徑向力的作用，振動有所加大；單泵選型不當(dāng)，或是兩種型號不匹配的泵并聯(lián)。這些都會造成泵的振動。
6 軸承及潤滑
軸承的剛度太低，會造成*臨界轉(zhuǎn)速降低，引起振動。另外，導(dǎo)軸承性能閉不良導(dǎo)致耐磨性差，固定不好，軸瓦間隙過大，也容易造成振動；而推力軸承和其他的滾動軸承的磨損，則會使軸的縱向竄動振動以及彎曲振動同時加劇。潤滑油選型不當(dāng)、變質(zhì)、雜質(zhì)含量超標及潤滑管道不暢而導(dǎo)致的潤滑故障，都會造成軸承工況惡化，引發(fā)振動。電動機滑動軸承油膜的自激也會產(chǎn)生振動。
二、減輕振動的措施
1 從設(shè)計制造環(huán)節(jié)消除振動
1)軸的設(shè)計。增加傳動軸支撐軸承的數(shù)目，減小支撐間距，在適當(dāng)范圍內(nèi)減小軸長，適當(dāng)加大軸的直徑，增加軸的剛度；當(dāng)泵軸轉(zhuǎn)速逐漸增加并接近或整數(shù)倍于泵轉(zhuǎn)子的固有振動頻率時，泵就會猛烈振動起來，所以在設(shè)計時，應(yīng)使傳動軸的固有頻率避開電機轉(zhuǎn)子角頻率；提高軸的制造質(zhì)量，防止質(zhì)量偏心和過大的形位公差。
2)滑動軸承的選擇。采用無須潤滑的滑動軸承；，滑動軸承材料應(yīng)采用具有良好自潤滑性能的材料，、導(dǎo)流襯套選擇填充聚四氟乙烯、石墨和銅粉的材質(zhì)，并合理設(shè)計其結(jié)構(gòu)，使滑動軸承的固定可靠；葉輪密封環(huán)和泵體密封環(huán)處采用摩擦因數(shù)小的摩擦副，限制zui高轉(zhuǎn)速；提高軸瓦承載能力及軸承座的剛度。
2 水泵的水力設(shè)計注意事項
1)合理地設(shè)計水泵葉輪及流道，使葉輪內(nèi)少發(fā)生汽蝕和脫流；合理選擇葉片數(shù)、葉片出口角、葉片寬度、葉片出口排擠系數(shù)等參數(shù)，消除揚程曲線駝峰；泵葉輪出口與蝸殼隔舌的距離，有資料認為該值為葉輪外徑的十分之一時，脈動壓力zui??；把葉片的出口邊緣做出傾角，來減小沖擊；保證葉輪與蝸殼之間的間隙；提高泵的工作效率。同時，對泵的出水流道等相關(guān)流道進行優(yōu)化設(shè)計，減少水力損失引起的振動。合理設(shè)計各種泵的進水段處的吸入室，以及壓縮級的機械結(jié)構(gòu)，減少壓力脈沖，可以保證流場穩(wěn)定，提高泵的工作效率，減小能量損失，也可以提高泵的振動動態(tài)性能的穩(wěn)定性。
2)基礎(chǔ)的設(shè)計。基礎(chǔ)的重量應(yīng)為泵和電機等機械重量總合的三倍以上；盛水池的基礎(chǔ)應(yīng)具有相當(dāng)?shù)膹姸龋浑姍C支架與基礎(chǔ)做成一體或做成面接觸；在泵和支架之間設(shè)置隔振墊或隔振器。另外，在管路之間采用減振材料連接，減少管路布置，可以消除彈性接觸和水力損失帶來的振動。
3 從安裝和維護過程消除振動
1)軸和軸系。安裝前檢查水泵軸、電機軸、傳動軸有沒有彎曲變形、質(zhì)量偏心的情況，若有，則必須矯正或者進一步加工；檢查與導(dǎo)軸承接觸的傳動軸，是否因彎曲而摩擦軸瓦或襯套而使自己受激力。如果監(jiān)測表明，軸實際上已經(jīng)彎曲了，則矯正泵軸。同時，檢查軸的端間隙值，若該值過大，則表明軸承已磨損，需更換軸承。
2)葉輪。動、靜平衡是否合格。
3)聯(lián)軸器。螺栓間距是否良好；彈性柱銷和彈性套圈結(jié)合不能過緊；聯(lián)軸器內(nèi)孔與軸的配合是否過松，若太松，可采用諸如噴涂的方法來減小聯(lián)軸器內(nèi)徑直至其達到過渡配合所要求的尺寸，而后將聯(lián)軸器固定在軸上。
4)滑動軸承。間隙值是否符合標準；各處潤滑是否良好；提高泵的軸瓦檢修工藝水平，嚴格遵循先刮瓦、后研磨、再刮瓦的循環(huán)程序，保證軸瓦與軸頸的接觸面積達到規(guī)定的標準：①泵軸頸與軸承間隙值，通過更換前后軸承、研磨、刮瓦、調(diào)整等手段達到合格。②泵軸承體與軸承箱球面頂間隙值合格。③泵軸軸承下瓦和泵軸軸頸接觸點及接觸角度：標準規(guī)定下瓦背與軸承座接觸面積應(yīng)在60%以上，軸頸處滑動接觸面上的接觸點密度保持在每平方厘米2一4個點，接觸角度保持在60“一90”。
4 消除由于泵的選型和操作不當(dāng)引起的振動
兩泵并聯(lián)應(yīng)保證泵性能相同。泵性能曲線應(yīng)為緩降型為好，不能有駝峰。使用時要注意：消除導(dǎo)致水泵超載的因素，比如流道堵塞；適當(dāng)延長泵的啟時間，減小對傳動軸的擾動，減小轉(zhuǎn)動部件和靜止零件之間的碰撞和摩擦，以及由此引起的熱變形；對于水潤滑的滑動軸承，啟動過程中應(yīng)加足預(yù)潤滑水，避免干啟動，直至水泵出水后再停止注水；定期向需要注油的軸承適量注油；對于長軸液下離心泵，因為軸系存在著扭轉(zhuǎn)振動，若使用的有推力瓦，則受損傷的主要是推力瓦，這時可以適當(dāng)提高潤滑油的粘度，防止液體動壓潤滑膜的破壞。zui后，為了防止泵的振幅過大，還可以使用測量分析振動狀況來確定水泵的蕞佳工作參數(shù)。
泵振動的誘因包括機械的、水力的和電力的原因。振動控制綜合反映了機械加工工藝、機械安裝人員的操作水平、水泵操作人員的素質(zhì)、水力設(shè)計軟件的功能、各部分材料性能狀況、監(jiān)測儀器的性能。實際工作中，排除振動要結(jié)合經(jīng)驗和理論分析，將振動機理分析和實際檢測儀器得到的數(shù)據(jù)結(jié)合起來。很多振動可以通過提高設(shè)計和安裝質(zhì)量，提高操作水平，加強日常維護予以消除。伴隨著新材料技術(shù)的發(fā)展和新工藝的出現(xiàn)，以及電子計算機技術(shù)與數(shù)值方法和流體力學(xué)基礎(chǔ)理論的進步，加上振動噪聲診斷技術(shù)的興起和發(fā)展，水泵的設(shè)計、使用、維護水平必將蒸蒸日上，性能也一定會日趨優(yōu)化，動態(tài)性能也會日趨穩(wěn)定。
