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羅德轉子泵技術貼:泵的震動原因及消除措施。

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人氣:-发表时间:2015-10-23 09:33【

羅德轉子泵经过10年的销售经验积累,总结除了很多解决轉子泵技术层面独有的经验,本篇文章与您分享如何消除泵的震动。

首先要明確泵的震動危害性

振動超標的危害主要有:振動造成泵機組不能正常運行;引發電機和管路的振動,造成機毀人傷;造成軸承等零部件的損壞;造成連接部件松動,基礎裂紋或電機損壞;造成與水泵連接的管件或閥門松動、損壞;形成振動噪聲。

其次,引起泵振動的原因是多方面的。泵的轉軸一般與驅動電機軸直接相連,使得泵的動態性能和電機的動態性能相互幹涉;高速旋轉部件多,動、靜平衡沐能滿足要求;與流體作用的部件受水流狀況影響較大;流體運動本身的複雜性,也是限制泵動態性能穩定性的一個因素。

我們大致將原因分析爲以下幾點:

電機
電機结构件松动,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。质量偏心,转子弯曲或质量分布问题导致的转子质量分布不均,造成静、动平衡量超标川。另外,鼠笼式电动机转子的鼠笼笼条有断裂,造成转子所受的磁场力和转子的旋转惯性力不平衡而引起振动,電機缺相,各相电源不平衡等原因也能引起振动。電機定子绕组,由于安装工序的操作质量问题,造成各相绕组之间的电阻不平衡,因而导致产生的磁场不均匀,产生了不平衡的电磁力,这种电磁力成为激振力引发振动。
基礎及泵支架
驱动装置架与基础之间采用的接触固定形式不好,基础和電機系统吸收、传递、隔离振动能力差,导致基础和電機的振动都超标。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,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,会使電機的振动加剧。

聯軸器
聯軸器连接螺栓的周向间距不良,对称性被破坏;聯軸器加长节偏心,将会产生偏心力;聯軸器锥面度超差;聯軸器静平衡或动平衡不好;弹性销和聯軸器的配合过紧,使弹性柱销失去弹性调节功能造成聯軸器不能很好地对中;聯軸器与轴的配合间隙太大;聯軸器胶圈的机械磨损导致的聯軸器胶圈配合性能下降;聯軸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。
葉輪
①葉輪质量偏心。葉輪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,葉輪流道受到冲刷腐蚀,导致葉輪产生偏心。
②葉輪的叶片数、出口角、包角、喉部隔舌与葉輪出口边的径向距离是否合适等。
③使用中葉輪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。
管道及其安裝固定
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,使得泵体和電機的对中性破坏;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;出口流道部分全部断裂,碎片卡人葉輪;管路不畅,如出水口有气囊;出水阀门掉板,或没有开启;进水口有进气,流场不均,压力波动。这些原因都会直接或者间接地导致泵和管路的振动。

軸承及潤滑
軸承的剛度太低,會造成第一臨界轉速降低,引起振動。另外,導軸承性能閉不良導致耐磨性差,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、變質、雜質含量超標及潤滑管道不暢而導致的潤滑故障,都會造成軸承工況惡化,引發振動。電動機滑動軸承油膜的自激也會産生振動。
減輕振動的措施
從設計制造環節消除振動
1)轴的设计。增加传动轴支撑轴承的数目,减小支撑间距,在适当范围内减小轴长,适当加大轴的直径,增加轴的刚度;当泵轴转速逐渐增加并接近或整数倍于泵转子的固有振动频率时,泵就会猛烈振动起来,所以在设计时,应使传动轴的固有频率避开電機转子角频率;提高轴的制造质量,防止质量偏心和过大的形位公差。
2)滑动轴承的选择。采用无须润滑的滑动轴承;在液态烃等化工泵中,滑动轴承材料应采用具有良好自润滑性能的材料,比如聚四氟乙烯;在深井热水泵中,导流衬套选择填充聚四氟乙烯、石墨和铜粉的材质,并合理设计其结构,使滑动轴承的固定可靠;葉輪密封环和泵体密封环处采用摩擦因数小的摩擦副,比如M20lK石墨材料一钢;限制最高转速;提高轴瓦承载能力及轴承座的刚度。
3)使用應力釋放系統。對于輸送熱水的泵,設計時,應使由泵體變形而引起的連接件之間的結構應力得以釋放,比如在泵體地腳螺栓上面增加螺栓套,避免泵體直接和剛度很大的基礎接觸。

水泵的水力設計注意事項
1)合理地设计水泵葉輪及流道,使葉輪内少发生汽蚀和脱流;合理选择叶片数、叶片出口角、叶片宽度、叶片出口排挤系数等参数,消除扬程曲线驼峰;泵葉輪出口与蜗壳隔舌的距离,有资料认为该值为葉輪外径的十分之一时,脉动压力最小;把叶片的出口边缘做出倾角(比如做成20。左右),来减小冲击;保证葉輪与蜗壳之间的间隙;提高泵的工作效率。同时,对泵的出水流道等相关流道进行优化设计,减少水力损失引起的振动。合理设计各种泵的进水段处的吸入室,以及压缩级的机械结构,减少压力脉冲,可以保证流场稳定,提高泵的工作效率,减小能量损失,也可以提高泵的振动动态性能的稳定性。
2)汽蚀振动是泵振动的很重要的一部分。当泵的人口压力低于相应水温下的和压力时,会发生伴随剧烈振动的汽蚀。减小汽蚀的措施包括:确定水泵的安装高度时,使装置的有效汽蚀余量大于泵的最小装置汽蚀余量;适当加大进水管直径,缩短进水管长度,减少管路附件,通流部分断面变化率力求最小,提高管壁的粗糙度;减少弯头数目和加大管道转弯角度;降低水泵的工作转速;采用抗空化汽蚀的材料,比如不锈钢,或在容易发生汽蚀的部位涂环氧树脂;进水流道设计要合理,力求平滑,使进人葉輪的水流速度和压力分布均匀,避免局部低压区;提高制造加工质量,避免因为叶片型线不准确造成局部流速过大,压降过多;提高泵装置的抗汽蚀性能,包括在泵的进口处设置水力增能器,增能器的结构,提高泵的吸人压头,从而提高泵装置汽蚀余量;增加几何倒灌高度;尽量减少进水管路水头损失;采用双吸式泵。

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