离心泵的振动原因及处理措施

(4)采用抗汽蚀材料。在受到使用条件的 限制、不可能完全避免发生气蚀时,泵 的叶轮应采用抗气蚀性能好的材料,以 延长叶轮的使用寿命。强度高,韧性好, 硬度高,化学稳定性好的材料抗气蚀性 能好。如含铬的不锈钢、铝青铜、铝 铁青铜等材料抗汽蚀的性能都较好。 (5)注意不得使泵在流量过大或过小(不得 小于泵额定流量的35%)的情况下运行。 转速不得超过定额转速。若吸水管上 装有阀门,不得用阀门调节流量,防止汽
或阀门松动、损坏;形成振动噪声。如果机组
有杂音或异常振动,则往往是水泵故障的先兆,
应立即停机检查,排除隐患。
二、水泵机组振动的原因很复杂,从引发振动的起 因看主要原因有: 1、电机结构件松动,轴承定位装置松动,铁芯硅钢 片过松,轴承因磨损而导致支撑刚度下降,会引起振 动。 2、驱动装置架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,或者由于 油浸水泡造成基础刚度减弱,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
6、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 在变工况下运行时,由于叶轮中产生 径向力的作用,振动有所加大;单泵选 型不当,或是两种型号不匹配的泵并 联。这些都会造成泵的振动。
7、轴承的刚度太低,引起振动。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。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。
3、联轴器连接螺栓的周向间距不良,对 称性被 破坏;联轴器加长节偏心,将会产 生偏心力;联轴器锥面度超差;联轴器静平 衡或动平衡不好;弹性销和联轴器的配合 过紧,使弹性柱销失去弹性调节功能造成 联轴器不能很好地对中;联轴器与轴的配 合间隙太大;联轴器胶圈的机械磨损导致 的联轴器胶圈配合性能下降;联轴器上使 用的传动螺栓质量互相不等。这些原因
自吸式水泵内部结构、运 行原理、及常见故障解决 方法
概述： 离心水泵在正常运行时,整个机组应平 稳,声音应当正常,振动是评价水泵机组 运行可靠性的一个重要指标。
一、振动超标的危害主要有:造成机组不能正 常运行;引发电机和管路的振动,造成机毁人伤
;造成轴承等零部件的损坏;造成连接部件松动
,基础裂纹或电机损坏;造成与水泵连接的管件
4、叶轮是泵的最主要的部件,它将原动机 输入的机械能传递给液体,使液体的能量得 到提高。叶轮一般由前盖板、后盖板、叶 片及轮毂组成。液体由叶轮中心进入,流经 前、后盖板间由各叶片形成的通道,由轮缘 排出。其失效形式主要表现在： (1)叶轮偏心。叶轮制造过程中质量控制不 好,比如,铸造质量、加工精度不合格;或者 输送的液体带有腐蚀性,叶轮流道受到冲刷 腐蚀,导致叶轮产生偏心。
• 4、轴承。装配轴承时,要保持合理的轴承游 隙,对于轴承部件的工作性能和寿命有重要 意义。滚动轴承在较大间隙的状态下工作, 会使载荷集中作用在处于受力方向上的少 数几个滚动体上,使滚动体的内环滚道、外 环滚道接触处应力集中,从而降低刚度和寿 命,当轴承有较大的径向间隙和轴向间隙,还 会发生主轴中心线的漂移和轴向窜动,不但 影响加工精度,而且会产生振动,把轴承间隙 调整到零时,滚动体受力较均匀,但此时刚度 并不高, 当把轴承间隙调到产生一定过盈时, 滚动体和内环滚道、外环滚道接触处产生
(2)使用中叶轮口环与泵体口环之间、级 间衬套与隔板衬套之间,由最初的碰摩, 逐渐变成机械摩擦磨损,这些将会加剧 泵的振动。
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5、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(滑动轴承或口环)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,或者轴向的工作串 动量调整不当,会造成轴低频窜动,导致轴 瓦振动。旋转轴的偏心，会导致轴弯曲振
2、叶轮。叶轮不平衡主要由于体内质量分 布不均匀引起,转子回转时,由于构件结构不 对称,材质不均匀,制造不准确等原因,质心 偏离回转轴线。安装水泵时,必须作叶轮的 动、静平衡试验。只有叶轮动、静平衡符 合要求才可装配 3、联轴器。螺栓间距是否良好;弹性柱销 和弹性套圈结合不能过紧;联轴器内孔与轴 的配合是否过松,若太松,可采用诸如喷涂的 方法来减小联轴器内径直至其达到过渡配
11、叶轮旋转时产生的非对称压力场;吸水池和 进水管涡流;叶轮内部以及蜗壳、导流叶片漩涡 的发生及消失;阀门半开造成漩涡而产生的振动; 由于叶轮叶片数有限而导致的出口压力分布不 均;叶轮内的脱流;喘振;流道内的脉动压力;汽蚀; 水在泵体中流动,对泵体会有摩擦和冲击,比如水 流撞击隔舌和导流叶片的前缘,造成振动;输送高 温水的锅炉给水泵易发生汽蚀振动;泵体内压力 脉动,主要是泵叶轮密封环,泵体密封环的间隙过 大,造成泵体内泄漏损失大,回流严重,进而造成转 子轴向力的不平衡和压力脉动,会增强振动。另 外,对于输送热水的泵,如果启动前泵的预热不均, 或者水泵滑动销轴系统的工作不正常,造成泵组
9、采用先进仪器,加强日常监测维护,认真对 比各项参数,从中发现细微变化。做到提前 发现问题、认真查找原因,制定具体消除措 施,使各种隐患消除在萌芽状态,让设备始终 在正常状态下运行。
四、结论
综合以上分析,振动控制综合反映了机械加工工 艺、机械安装人员的操作水平、水泵操作人员 的素质、水力设计软件的功能、各部分材料性 能状况、监测仪器的性能。实际工作中,排除振 动要结合经验和理论分析,将振动机理分析和实 际检测仪器得到的数据结合起来。很多振动可 以通过提高设计和安装质量，提高操作水平,加 强日常维护予以消除。伴随着新材料技术的发 展和新工艺的出现,以及电子计算机技术与数值 方法和流体力学基础理论的进步,加上振动噪声 诊断技术的兴起和发展,水泵的设计、使用、维
5、间隙和易损件。保证电机轴承间隙合 适定期检查、更换叶轮口环、泵体口 环、等易磨损零件。 6、减小汽蚀的影响:汽蚀对泵的工作很 不利,因此必须高度重视防止汽蚀的发 生或设法削弱汽蚀对泵工作的影响。 只要保证泵内低压区的压力不低于液 体的温度所对应的汽化压力,就可防止 泵内出现汽蚀现象。
• 主要措施有: • (1)正确确定泵的安装高度。中小型卧式离 心泵的几何安装高度是指泵轴中心线至吸 液池液面的垂直距离;立式离心泵的安装高 度是指叶轮进口边中心线至吸液池液面的 垂直距离;对于大型泵则应以叶轮入口边最 高点来决定几何安装高度。 • (2)尽量提高泵进口的压力,使泵内低压区的 压力高于汽化压力,减少吸入管道的阻力。 • (3)增大叶轮进口面积,降低流速。如:增大叶 轮进口直径、进口宽度或采用双吸叶轮等。 以降低泵内能量损失,使泵内压力最低处的
8、泵的出口管道支架刚度不够,变形 太大,造成管道下压在泵体上,使得泵 体和电机的对中性破坏;管道在安装 过程中较劲太大,进出口管路与泵连 接时内应力大;进、出口管线松动,约 束刚度下降甚至失效;杂物卡入叶轮; 管路不畅;出水口不畅,出水阀门掉板, 或没有开启;进水口有进气等,这些原
• 9、电机轴和泵轴同心度超差;电机和传动轴 的连接处使用了联轴器,联轴器同心度超差; 动、静零部件之间(如叶轮和口环之间)的设 计间隙由于磨损变大;轴承支架与泵体间隙 超标、轴承内圈与泵轴间隙超标(俗称轴承 跑外圈、跑内圈子),这些不利因素都能造成 振动。
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(3)在泵进水口,不宜装弯管,以防流速不匀 影 响抽水效率。特别是双吸泵,双面进水不匀 会产 生轴向力。最好在吸水口前装一段相 当于水管直径的三倍长度的直管或锥管。 (4)出水管路要固定牢,或支撑好;出水管口应尽 量埋在水面以下，出水管及附件尽量减少。
8、消除由于泵的选型和操作不当引起的振动。 两泵并联应保证泵性能相同,泵性能曲线应 为缓降型为好,不能有驼峰。使用时要注意: 消除导致水泵超载的因素,比如流道堵塞;适 当延长泵的启时间,减小对传动轴的扰动,减 小转动部件和静止零件之间的碰撞和摩擦, 以及由此引起的热变形;对于水润滑的滑动 轴承,启动过程中应加足预润滑水,避免干启 动,直至水泵出水后再停止注水;定期向需要 注油的轴承适量注油。最后,为了防止泵的 振幅过大,还可以使用测量分析振动状况来 确定水泵的最佳工作参数。
三、减轻振动要从安装和维护过程着手 1、轴和轴系。安装前检查水泵轴、电机 轴、传动轴有没有弯曲变形、质量偏心 的情况,若有,则必须矫正或者进一步加工。 同时,检查轴的端间隙值,若该值过大,则 表明轴承已磨损,需更换轴承。其次,要检 查轴的几个主要技术指标:直径精度和几 何形状精度、相互位置精度、表面粗糙 度等是否符合设计要求。
10、汽蚀振动是泵振动的很重要的一部分。水泵 叶轮中心产生真空,水才能被大气压压上来,水泵离 下水面越高,需要的真空度就越大。当水泵叶轮中 心的真空度大到一定程度时,虽在常温下,叶轮进口 处的水也要大量的汽化,气泡随水逐渐进入高压区, 压力升高气泡又凝结成水而消失。气泡消失时,四 周的水以高速来补充它的空间,而发生猛烈的碰撞, 在这瞬时间就产生了很强的水锤现象,打击叶片表 面,使叶片一小块一小块的剥落损坏。另外,液化中 逸出的氧气借助气泡凝结时放出的热量对金属起化 学腐蚀作用。这种泵内反复出现液体的汽化和凝结, 以致对过流部件损坏的现象称为汽蚀现象。汽蚀发
7、合理安装管道,减少振动源。 (1)连接要牢固并有支撑,不漏水,不进气。 (2)要适当加大进水管直径,最好使进水管 直径比泵进口大,用渐变管连接;缩短进 水管长度,减少管路附件,提高管壁的粗 糙度;减少弯头数目和加大管道转弯角 度;进水流道设计要合理,力求平滑,使进 入叶轮的水流速度和压力分布均匀;整 个进水管路不得有凸起之处。