离心泵电机振动原因分析与处理

离心泵电机振动原因分析与处理
摘要：离心泵属叶片式泵，具有性能范围广，流量均匀，结构简单，运转稳定
和维修方便等特点，其在工业生产中应用最为广泛，而承载其驱动的电机是泵稳
定运行的基础，因此，电机各方面性能是否达到要求，现场安装状态和运行状态
是否良好，尤其是振动是否再规定范围内，都是确保泵长久运行的保证，本文介
绍了电机发生振动故障的过程及处理情况，对电机可能产生振动的根源进行了不
同角度的分析研究，提出振动源的原因并制定出相应的处理措施将问题解决。

关键词：离心泵电机；振动分析；措施及处理
引言
振动超标不仅会电机的使用寿命缩短，也会造成机械密封部件的损坏，影响
装置正常生产，都会造成不可忽略的经济损失！本文通过国外项目两个电机振动
超标的典型案例，深入研究振动超标的原因，分析归纳内外因素，找出振动超标
的共性和检查方案以及处理措施的有效性！
1、背景介绍
该离心式压缩机是一种叶轮旋转式压缩机，型号为IHC 350A，风压为 350 kPa。

压缩机通过功率为 355 kW 的电机带动压缩机主轴叶轮转动，在离心力作用下，
气体被甩到工作轮后面的扩压器中去。

而在工作轮中间形成稀薄地带，前面的气
体从工作轮中间的进气部分进入叶轮，由于工作轮不断旋转，气体能连续不断地
被甩出去，从而保持了气压机中气体的连续流动。

气体因离心作用增加了压力，
能以很大的速度离开工作轮，同时气体经扩压器逐渐降低了速度，动能转变为静
压能，进一步增加了压力。

由于该类压缩机所使用的电机功率等级高，电机体积
较大。

因此当电机出现振动时会引起整个压缩机的振动，使压缩机产生振动噪音，并会使元器件发生松脱，影响压缩机的使用寿命。

2、电机振动分析
电机振动的主要来源有两个方面：机械传动和电磁。

通过在轴承部件处放置
振动传感器，实验监测到轴承处无明显的振动。

因此把产生振动的根源锁定在电
机的电磁方面。

在对电磁噪音的改善时，通过增大定转子气隙、减小线圈内部电
流等常规方法试验，但对电机振动没有明显改善。

图 1 振动频谱图
在这样的情况下采取分析振动频谱的方法，先找出振动的频率点，然后寻找
影响电机振动的原因。

通过测试，振动频谱图（如图 1）显示电机在 120 Hz 和23.8 Hz 振动较高。

黄、红、蓝 3 个颜色对应电机前、中、后 3 个位置的振动频谱。

可以从波形看出三个位置的振动差异不大。

通过实验分析，120 Hz 振动主要来源
于电机的单边磁拉力，只有频率为 23.8 Hz 的振动判断不出振动源。

但是因为
23.8 Hz 是一个频率很低的低频振动，这类振动频率与定转子之间的耦合相关，而
定转子的耦合关系主要体现在定子跨距与转子槽数的配合关系上。

3、离心泵电机振动的原因及处理方法
3.1离心泵电机机座振动的主要原因及处理方法
离心泵电机机座在实际运用中产生振动的主要有以下两方面：（1）振动产生大量的激振力；（2）电磁振动所带来的机座振动。

有关工作人员在对其进行详
细的了解分析之后，得出结论：轴承座位置的设置对于机座的振动影响也较大，
其位置的高低、平整与否会在一定程度上影响轴承带来的振动。

减少机座振动的
方法：（1）在铁心与机座之间的连接设置成一种灵活多变的弹性构件，利用这
种原理来坚强振动对机座的影响程度；（2）合理控制机座本来的振动频率。

3.2 转子不平衡产生的振动及处理方法
由于转子的不平衡状态造成的离心泵电机振动有以下三种情况：（1）静不平衡，离心力在支座上产生的振动；（2）动不平衡，离心力偶对支座产生相反的
反作用力；（3）混合不平衡，离心泵电机实际运行时的一种常见状态。

混合不
平衡是动静不平衡时产生的作用力，综合作用在支座上产生的振动。

处理转子不
平衡振动的方法有：（1）运用动平衡检验的基本原理来解决，通过转子不平衡
转动时，离心力导致产生的振动找出其具体的不平衡的位置以及不平衡的大小，
然后通过加减重量的方式来使其消除；（2）而转子质量所引起的振动，需要提
前做好有关平衡试验准备。

在实际运行操作过程中，必要情况下，可以运用测振
平衡议对转子进行一个平衡试验，最大限度的降低由于转子质量造成的不平衡。

3.3离心泵电机轴承引起的振动
功率不同的机械设备其相应的离心泵电机轴承也是不同的，一般情况下，中
小型离心泵电机大多运用的是滚动轴承。

而较大型的离心泵电机一般运用最多的
是滑动轴承。

因为不同离心泵电机的轴承设计不同，其造成振动后果的原因也不
尽相同。

离心泵电机在运行时，轴承上的作用力会造成两种不一样的振动：一种
是轴承座与转子之间的振动，另一种是轴承座自身的振动。

滚动轴承振动的产生
原因主要有以下几个方面：（1）轴承的加工精度，包括其套圈的椭圆大小、架
孔中间隙的存在以及滚道表面的波纹度大小等。

在深入的分析研究之后，发现架
孔中的间隙是导致轴承振动的主要原因所在，不论间隙的大小都会引发离心泵电
机产生振动。

（2）轴承安装时的配合精度，其主要是轴承与端盖、轴承与转轴
档位之间的配合精度，因此有效降低离心泵电机振动频率，就要事先检验轴承的
配合精度，及时改正不合理的配合精度。

（3）一般会使用润滑剂来减小机械设
备间的相互摩擦力的作用，离心泵电机轴承上也会运用润滑剂来减小摩擦，但润
滑剂过多过于黏稠的话会降低其使用效果，如果润滑剂太少过稀的话，又会造成
离心泵电机轴承间的干摩擦。

因此，在实际运用中，要正确合理配置润滑剂的浓
度进行涂抹。

（4）在滑动轴承中，其支撑轴是由油泵打进的润滑油膜组成，油
膜的不正常会造成润滑油产生气泡或者涡动，进一步导致轴承异常以致于不能正
常运行。

3.4离心泵电机定子绕组的振动
电子在运行过程中，其定子绕组时不时会受到各种不同力的作用，由此产生
绕组不同形式的频率振动，主要受以下几种作用力的影响：（1）绕组电流与漏
磁通之间的作用力；（2）转子磁拉力；（3）由于热胀冷缩而来的力。

设计人员
在研究离心泵电机时，需要考虑因电磁力带来的定子绕组槽部和顶部的不同振动，可以运用牢固的线棒或者端部轴支架来有效降低振动频率，以此来防止槽部和顶
部的振动。

3.5 确保离心泵电机各部分的质量
从根源上解决离心泵电机振动问题需要对其质量进行一个有效保证要：（1）发现定子铁芯有移动时，要及时修理，解决问题；（2）合理控制轴承和轴瓦之
间的间隙，将间隙控制在有效的范围之中，保证其正常的运行；（3）当轴承和
轴瓦出现重度磨损时，要及时更换滚动轴承，重新修理和检验滑动轴承。

结束语
离心泵电机振动超标问题原因复杂，不仅要从离心泵电机自身原因和外部原
因进行分析判断和验证，设备本体底座设备不够好，刚性较差，造成离心泵电机振动。

但是一旦因刚性问题造成设备的振动，一般在现场处理起来很困难，因为没有合适的试验平台进行验证，对设备的改造都会耗费很大的人力，严重影响开车和生产进度。

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