轴流泵机组的振动分析.docx

轴流泵机组的振动分析

顾聪
摘 要：近年来，随着我市经济快速发展，城市化的不断建设，人民对生活的要求也越来越高，使得闸站不仅在汛期承担着防洪排涝运行任务，还承担着市区河道换水的工作，因此，闸站的安全可靠运行也显得尤其的重要。当设备投入使用一段时间后，由于维护使用不当，有时机组出现故障不能及时进行处理，带病运行；有时水泵机组被迫长时间超负荷运行，运行条件不断恶化，加重了水泵机组的损坏程度，最明显的就是水泵振动越来越大，下面就振动的原因和减轻振动的措施进行一些探讨分析。
关键词：轴流泵；振动；故障；处理方法
1.前言
振动程度是用来评价水泵机组在运行过程中可靠性的重要指标。当振动发生超标时就有可能引起以下的危害：电机和管路发生振动，甚至有可能造成机毁人伤；导致泵机组不能进行正常的工作；造成泵机在连接处的管件或阀门发生松动，甚至是损坏。本闸站使用的是1400ZLBC-125型立式抽芯式轴流泵，配套YL710-16型立式异步电动机。
2、引起泵振动原因的分析
2.1 基础及泵支架
电机座与基础之间采用的接触固定形式不好，基础和电机系统吸收、传递、隔离振动能力差，导致基础和电机的振动都超标。水泵基础松动，或者水泵机组在安装过程中形成弹性基础，水泵就会产生与振动相位差1800的另一个临界转速，从而使水泵振动频率增加，如果增加的频率与某一外在因素频率接近或相等，就会使水泵的振幅加大。另外，基础地脚螺栓松动，导致约束刚度降低，会使电机的振动加剧。
2.2联轴器和泵轴
（1）联轴器连接螺栓的周向间距不良，对称性被破坏。
（2）联轴器加长节偏心，将会产生偏心力。
（3）联轴器静平衡或动平衡不好。
（4）联轴器与轴的配合间隙太大，联轴器配合面的机械磨损导致的联轴器配合性能下降。
（5）联轴器上使用的传动螺栓质量互相不等。这些原因都会造成振动。
（6）泵轴弯曲或者上、下轴不同心，导致振动。
2.3叶轮
（1）叶轮质量偏心。如，铸造质量、加工精度不合格；或者输送的液体带有腐蚀性，叶轮受到冲刷腐蚀，叶轮上有异物缠绕，导致叶轮产生偏心。
（2）叶轮的叶片数、出口角、包角与叶轮出口边的径向距离是否合适等。
（3）使用中叶轮与叶轮外壳之间、级间衬套与隔板衬套之间，由最初的碰摩，逐渐变成機械摩擦磨损，这些将会加剧泵的振动。
2.4 传动轴及其辅助件
轴很长的泵，易发生轴刚度不足，挠度太大，轴系直线度差的情况，造成动件（传动轴）与静件（橡胶轴承）之间碰摩，形成振动。另外，泵轴太长，受水池中流动水冲击的影响较大，使泵水下部分的振动加大。轴端的平衡盘间隙过大，或者轴向的工作窜动量调整不当，会造成轴低频窜动，导致振动。旋转轴的偏心，会导致轴的弯曲振动。
2.5泵的选型和超工况运行
每台泵都有自己的额定工况点，实际的运行工况与设计工况是否符合，对泵的动力学稳定性有重要的影响。水泵在设计工况下运行比较稳定，但在超工况下运行时，由于叶轮中产生径向力的作用，振动有所加大。
2.6轴承及润滑
（1）轴承的刚度太低，会造成第一临界转速降低，引起振动。
（2）轴承性能不良导致耐磨性差，易造成泵轴与轴承之间的间隙过大， 产生振动。
（3）上、下轴之间联轴节间隙过大，也容易造成振动。
（4）而推力轴承和其他的滚动轴承的磨损，则会使轴的纵向窜动振动以及弯曲振动同时加剧。
（5）润滑油选型不当、变质、杂质含量超标及润滑管道不畅而导致的润滑故障，都会造成轴承工况恶化，引发振动。电动机滑动轴承油膜的自激也会产生振动。
2.7 配套电动机
（1）定、转子气隙调整不均，使电机在运行时由于磁场分布不均，引起电磁振动，引起水泵振动。
（2）运行时间长，电机的端盖、轴承、轴承套、转子轴颈出现磨损变形，使配合间隙过大，电动机产生振动，引起水泵振动。
（3）转子平衡块运行中移位，使转子失去平衡导致电动机振动，引起水泵振动。
3.水泵振动的处理方法
3.1 从设计制造环节消除振动
合理布局，尽量减小轴的长度，在必要的时后提高轴承的质量。同时应当合理选择轴的材质，实际生产中我们应当选用刚度较高的轴。
3.2 从产生振动的原因中消除振动
（1）安装前准备好各种标准备品备件和配套工具，抽出水泵，检查水泵轴、电动机轴及传动轴有无弯曲变形。若水泵轴已弯曲变形，则应该加工处理，对已经变形的水泵轴进行校正，若是无法校正处理，则应当在第一时间更换新的水泵轴。
（2）在安装的过程中要仔细进行水泵与电机轴的同心度找正，使水泵轴和电机轴在同一中心线上。安装后启动前应再一次对同心度进行校验，避免由于安装过程对同心度的破坏及安装其他设备时引起的水泵和电机的微量位移引起的不同心。
（3）抽出泵轴和叶轮检查叶轮是否损坏严重、叶轮的固定螺栓是否松动、叶轮上是否有无异物缠绕，若叶轮损坏严重，影响安全运行，应及时更换叶轮。
（4）检查联轴器连接螺栓是否松动，如有松动应立即拧紧，防止螺栓连接松动引起振动。
（5）安装地脚螺丝时必须拧紧，并垫上合适的弹性垫圈，以吸收部分振动。
（6）水泵的进水口应装有拦污栅或者清污机，有效阻止杂物吸入水泵，阻塞叶轮和进水管道。
（7）用游标卡尺测量上、下轴与橡胶轴承之间间隙，并与设计图纸的要求对比，间隙过大会导致振动，应更换橡胶轴承。
（8）检查泵管内和流道内是否有树枝等大型异物，导致运行时叶轮受阻导致振动。
（9）拆下联轴器，观察电动机自身的振动情况，是否由于电机振动导致水泵振动，当电机发生振动后，应先查明原因，对症下药。
（10）尽量保持水泵在合理工况下运行，避免超负荷运行和在振动区域内运行。
4.结论
水泵的振动可分为机械振动、水力振动和电磁振动。在泵站的运行中，低强度的机械振动是不可避免的。在水泵的安装和维护过程中，应尽量利用先进的设备和技术手段，提高设备的安装和维护水平，不断改进和提高设备的安全性和可靠性，避免设备在恶劣工况下运行，提高水泵安装、维护和操作人员的技术水平，在机组停运期间对运行和维修人员进行定期培训以提高其操作和维护水平，消除各种不利因素，使机组在出现毛病时能及时而有效的得到专业的修理和维护。从而保证水泵的良好运行工况，降低机组的振动。
参考文献：
[1]李大亮，张晓芳，陈松山.泵站出口流道的优化试验[J].排灌机械，2011，25（04）.
[2]马希金，肖兴均.轴流泵油气混输泵吸入室及压缩流场分析[J].排灌机械，2012，25（01）.
[3]曾培，肖开华，袁铁军，等.磁力泵滑动轴承磨损监测系统的设计[J].排灌机械，2012，24（05）.
[4]龙新平，王磊.液体射流泵空化噪声与振动试验[J].排灌机械，2011， 25（04）.

-全文完-