离心式水泵的振动原因分析与防治.pdf

当代化工研究 Modem Chemical Research76 技术应用与研究 2020 门 离式水泵的振动原因 分析与防治 *郭鹏飞 大同煤矿集团有限责任公司供水分公司山西037003 摘耍本文主要分析了离心式水泵的振动现状，重点介绍了施工中出现振动的原因，其中包括了流体方面，机械方面以及泵与原动机连 接不当导致的振动问题等一系列的因素.对于这些问题笔者从各个方面进行了相关解决措施丝阐述，进而从管理制度，监督和施工等多方 面推动离心式水泵的正常运行。 关键词离心式水泵；振动；原因；防治措施 中图分类号T 文献标识码A Cause Analysis and Prevent ion of Vibrat ion of Cent rifugal Wat er Pump Guo Pen gf ei Wa ter Suppl y Br a n c h , Da to n g Co a l Min e Gr o up Co ., Ltd ., Sh a n xi, 037003 Abstract This paper mainly analyzes the vibration status of centrifugal water pump, focusing on the causes of vibration during construction, including a series offactors such as fluid, machinery and vibration caused by improper connection between pump and prime mover. For these problems, the author elaborated the relevant solutions from various aspects, and then promoted the normal operation ofcentrifugal water pump from management system, supervision and construction and other aspects, thus promoting the normal operation of centrifugal water pump. Key words i centrifugal water pump； ； vibration reasons； ； preventive measures 工业的高速发展带来的是机械的进一步完善，同时也表 明着机械振动朝着更加复杂化的方向发展。离心式水泵作为 一种复杂的机械设备，当出现强烈振动的时候，很容易造成 重大事故，故而在使用的过程中，需要对离心式水泵的振动 原因进行详细的分析，同时进一步的对原因进行相关的防治 措施的研究。 1.简述离心式水泵 离心式水泵也被称为“离心泵”，同时也可以叫作“离 心式抽水机”。它是一种利用水的离心运动的抽水机械。其 由泵壳，叶轮和泵轴以及泵架等部分组成。其运行的原理基 本上是先在泵里灌满水，随后转动叶轮使其旋转起来进而带 动泵里的水进行高速的旋转运动，这个时候水在设备内所作 的便是离心运动。在运动的整个过程中，水将会向外甩出同 时进入水管之中。当水进入水管以后，叶轮附近的压强也会 随之减少，进而在转轴的附近形成一个低压区。由于低压区 的气压比大气压低很多，故而在外面的水将会在气压的作用 下从水管进入到泵内，之后再通过叶轮的高速旋转被甩出。 从而形成一整个循环。因此离心式水泵的抽水高度又被称为 扬程，具体如图1所示。 图1离心式水泵抽水扬程 2.离心式水泵的振动分析 ⑴渡体方面 流体方面主要是指在设备运行的过程中因为液体的流动 而引起的关于水泵的整体振动，这一振动主要涉及到的是附属 管路以及支撑泵壳体的支架等振动。关于流体方面的振动大概 有两方面的原因。一方面是因为在具体的操作中，泵设计流量 区同泵的实际操作工况发生了偏离。其中，泵设计流量区指的 是泵的最佳效率点流量的70〜120。流量区间，也可以称之 为泵的流量优先工作区。在这一区间中，泵的振动幅度较小， 为正常振动。但如果偏离了这一区域，则振动幅度会较大；另 一方面是因为泵叶轮的设计不合常理。如果在实际的操作中， 泵的必需气蚀余量，即NPSHr不能满足装置气蚀从而产生的振 动，这种振动很可能频率可以达到几万次每秒。 ⑵机械方面的原因 作为一种机械设备，机械内部任何一种细微的原因都可 能导致整个机械设备出现状况。离心式水泵的构造十分的复 杂，内部的零件也较多。在设备运行的过程中，内部转动的 各个部件同设备外部处于静止的各个部件之间很容易发生碰撞 和摩擦。一般情况下，多级离心泵的级数多，泵轴长，如果泵 轴的硬度以及刚度不够，那么在设备运行的过程中，其强大 的偏心力将会使得泵轴发生变形，进而产生振动造成破坏等。 其次，如果泵运行的过程中振动发生在转子部件同定子的运转 处，那么便说明了支撑其运转的轴承体出现了问题。 3泵与原动机联接不当导致的振动问题 一般情况下，泵与原动机联接的时候很容易存在对中不 良和联轴器不平衡两种原因。第一，对中不良。其分为角度 不对中和平行不对中。角度不对中即两轴中心线有一定的角 度，故而将会产生IX振动，同时如果在设备运行的过程中联 轴器松动也会产生这种现象。而平行不对中指的是两轴线平 行并不是重合，其主要产生的是2X径向振动，同时联轴器如 果松动也会产生振动的现象。当这两种不对中的情况在实际 运行的过程中出现的情况较为严重的时候，那么便会出现的 振幅为高频振幅，主要出现在高频处，情况最为严重的时候 当代化工研究 77 Modern Chemical Research I f2020 门 技术应用与研究 整个高频区都将都会出现高振幅的现象。第二，联轴器不平 衡。机器设备在运行的过程中联轴器加长节偏心，那么将会 产生偏心力；如果联轴器静平衡或者动平衡不好，设备中的 弹性柱销和联轴器的配合过紧，在设备运行的过程中便会很 容易的使弹性柱销失去弹性调节功能。弹性调节功能的丧失 将会造成联轴器不能较好地对中，进而导致联轴器与轴的配 合间隙过大。总而言之，如果泵与原动机联接不当将会出现 各种各样的振动问题。 ⑷ 汽蚀引起的振动问题 在进行水泵安装的时候，对于安装的高度需要进行较 为精准的确定。在装置的时候，有效汽蚀余量必须大于泵的 最小必须汽蚀余量。在安装的时候，可以适当加大进水管直 径，对进水管的长度相对应的减少，减少管路附件，对于通 流部分断面的变化率要求降到最小。在设计进水流道的时 候，要求平滑和合理，可以使得进水叶轮的水流速度和压力 均匀的分布，防止出现局部低压区。同时在设备制造的时 候，如果因为质量不过关，如叶轮的叶片型线不准确造成的 局部流量过大，那么产生的压降也会过多，倒灌高度将会不 准确。此外，进水管路水头出现磨损的状况也容易引起振动 的问题。 3.离心式水泵振动的防治措施 D遵循相 应的 设计原贝y 在进行离心泵的实际方面，需要遵循相关的设计原则。 第一，根据泵的实际操作工况来进行泵的水力设计。在对泵的 流量区进行设计的时候，其中需要考虑到泵的操作工况点以及 降低泵的振动值。第二，泵的水力设计要尽可能的采用相关的 模型。该模型在设计的时候要尽可能的从良好的使用经验出 发，避免设计出来的叶轮与导叶不合理等。第三，提高泵的抗 气蚀性能而造成的泵的振动。离心式水泵在运行的过程中由于 扬程较高，则可以釆用首级双吸结构或是采用特殊的吸入叶轮 等方式以此来降低泵的必需汽蚀余量。通常情况下，必需汽蚀 余量必须大于或者等于1。如果不能达到相应的值，那么则需 要通过相关的实验来降低泵的汽蚀余量值。第四，采用滑动轴 承。在轴承的选择上一般分为滑动轴承和滚动轴承。因为滑动 轴承在运行的过程中比滚动轴承更加的稳定，进而振动值也会 更小一些。第五，提高泵轴的刚性。由于在设计的时候，泵轴 一般情况下都会较长，为了避免在高压的情况下导致泵轴变 形，便需要加长泵轴，提升稳定性。 ⑵防治措施 对于离心式水泵的具体设计和安装可以从多个方面出 发，具体如表1所示。 表1离心式水泵振动的防治措施 离心式水泵振动的防治措施 安装部分和运行 过程 措施 离心式水泵振动的防治措施 一 轴和轴系 安装前检查水泵轴，电机轴以及传动轴是否出 现了弯曲变形和质量问题的情况；检查轴端的 间隙值，如果轴承磨损则及时的更换轴承；检 查主要的技术指标，直径精度和几何形状的精 度，相互位置的精度，表面粗糙度等，使其符 合相关的设计要求” 叶轮安装水泵时对叶轮进行动静平衡的实验。 联轴器 螺栓间距良好，弹性柱销和弹性套圈结合不能 过紧，采取喷涂的方法来减小联轴器的径直从 而使其达到和要求的尺才. 轴承 保持合理的轴承游隙；滚动轴承在较大间隙的 状态下工作；同时将轴承间隙调到合适的程 度，避免轴承产生变形等情况。 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。 气蚀 正确确定泵的安装高度；尽量提高泵餉安装高 度；尽量提高泵进口的压力，增大叶轮进口面 积，降低流速，采用抗气蚀材料. 合理安装管道， 减少振动源 连接要牢固，并没有支撑，不漏水不进气，适 当加大进水管直径，在泵进水口，不宜装弯 管，出水管路要固定且支撑好，出水管及附件 尽量减少。 消除由于泵的选 型和操作不当引 起的振动 两泵并联保证泵性能相同，泵性能曲线应为缓 降型；使用时注意消除导致水泵超载的各项因 素，同时对滑动轴承在使用的时候进行相关的 润滑。 日常监测维护先 进仪器 认真对比各项参数，提前发现其中可能存在餉 各项问题；制走具体的消除措施，在萌芽状态 将各种隐患及时解决. 4.小结 综上所述，离心式水泵作为一种结构复杂的机器，在运 行的过程中需要考虑到多面的因素。为了防止离心式水泵的 振动从而造成较大的影响，在设计，安装以及运行的各个过 程中都需要对水泵进行相关的检测以及防治措施，从而推动 水泵的正常运行。 【参考文献】 [1][1]谭伟城.离心式水泵振动监测与故障诊断[J].[J].机械工程与 自动化, 2011, 3 2011, 3 127-12127-12 ⑵张向锋，张向超,张广军，等.离心式水泵振动浅析[J].[J].中国 氯碱，2012, 6 ，2012, 6 25-27.25-27. 【作者简介】 郭鹏飞 1990- 1990-, ,男，山西原平人，本科理学学士，助理工 程师，大同煤矿集团有限责任公司供水分公司；研究方向机电.