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泵振动故障分析

文章出处:发表时间:2022-07-03 05:33:14

振动是评价水泵机组运行可靠性的重要指标。

过度振动的危害主要包括:

① 泵组因振动不能正常运行;

②. 引起电机和管道振动,造成机器损坏和人身伤害;

③ 轴承和其他零件损坏;

④. 连接件松动、基础开裂或电机损坏;

⑤ 与水泵连接的管件或阀门松动或损坏;

⑥. 形成振动和噪音等

泵振动的原因有很多:

① 泵的旋转轴通常直接与驱动电机轴连接,因此

② 泵和电机的动态性能相互干扰;

③ 高速旋转部件较多,动静平衡不能满足要求;

④ 与流体相互作用的成分受水流条件的影响很大;

⑤ 流体运动本身的复杂性也是限制泵动态稳定性的一个因素。

泵振动故障排除自检

一、 机械

1、首先检查基础是否固定,底座螺栓是否松动;

2、叶轮锁紧螺母是否松动;

3、联轴器是否对齐;

4、主轴是否弯曲;

5、泵和电机轴承是否跑出外圈,即轴承座孔是否磨损,间隙是否过大;

6、叶轮内是否有异物;

7、支架是否不够牢固,导致管道振动;

8、此外,还取决于材料的状况,粘度是否过大;

9、吸入管或滤网是否堵塞;

10、吸入管伸入液位是否过浅。

二、液压方面

泵进出口处的流速和压力分布不均匀、泵进出口处工作液的压力脉动、周围液体流动、偏流和流量分离、非额定工况和各种原因引起的泵气蚀都是泵机组振动的常见原因。

水泵启停、阀门启闭、工况变化和紧急停机等动态过渡过程引起的输水管道压力急剧变化和水锤作用,往往会导致泵房和机组的振动。

三、 电气方面

电机是机组的主要设备。电机的内部磁不平衡和其他电气系统的不平衡通常会导致振动和噪声。

例如,异步电机的运行中,由于定子和转子齿之间的谐波磁通量相互作用而引起的定子和转子之间的径向交变磁拉力,或大型同步电机的运行中,定子和转子的磁心不一致或各个方向的气隙差超过允许偏差值,这可能会引起电机的周期性振动和噪音。

运行中检查电机三相是否平衡,工频是否稳定。

四、 水利工程

机组进水流道设计不合理或与机组不匹配,水泵浸没深度不当,机组启动和停止顺序不合理,将恶化进水条件,产生漩涡,诱发气蚀或加剧机组和泵房的振动。

当虹吸真空切断中断的机组启动时,如果驼峰段内夹带空气困难,则虹吸形成时间过长;

拍门破损单元的拍门设计不合理,不时开关,不断撞击拍门座;

支撑水泵和电机的基础不均匀沉降或基础刚性差也会导致机组振动。

五、 过程

1、检查泵是否设计部门:扬程、流量、水温、真空吸入高度等(气蚀条件下)下运行。

2、检查泵进出口阀门是否完好。

3、检查水中是否有空气或其他气体。

4、检查泵出口管线上是否有未排出的空气。

5、检查泵进口是否泄漏。

消除泵振动的方法

消除设计和制造过程中的振动

1、机械结构设计中应注意的问题

1) 轴设计。

增加传动轴的支承轴承数量,减小支承间距,适当范围内减小轴长度,适当增大轴直径,增加轴刚度;

当泵轴的速度逐渐增加,接近或整数倍于泵转子的固有振动频率时,泵将剧烈振动。因此,设计中,传动轴的固有频率应避免电机转子的角频率;

提高轴的制造质量,防止质量偏心和过大的几何公差。

2) 滑动轴承的选择。

液态烃等化工泵中,滑动轴承材料应为具有良好自润滑性能的材料,如聚四氟乙烯;

深井热水泵导套内填充聚四氟乙烯、石墨和铜粉,其结构设计合理,使滑动轴承固定可靠;

叶轮密封圈和泵体密封圈处使用摩擦系数小的摩擦副,如m20lk石墨材料钢;限制最大速度;提高轴瓦的承载能力和轴承座的刚度。

3) 使用应力释放系统。

对于输送热水的泵,设计时应释放泵体变形引起的连接器之间的结构应力,如泵体地脚螺栓上增加螺栓套筒,以避免泵体与刚度较大的基础直接接触。

  2、水泵水力设计注意事项

1) 合理设计水泵叶轮和流道,减少叶轮内的汽蚀和流动分离;

合理选择叶片数、叶片出口角度、叶片宽度、叶片出口拥挤系数等参数,消除升力曲线的驼峰;

根据数据,当叶轮出口与蜗壳舌的距离为叶轮外径的十分之一时,脉动压力最小;

使叶片出口边缘倾斜(例如,使其倾斜约20),以减少冲击;

确保叶轮和蜗壳之间的间隙;提高泵的工作效率。

同时,对泵的出口通道和其他相关通道进行了优化,以减少液压损失引起的振动。

合理设计各种泵进口段的吸入室和压缩级的机械结构,可以确保流场的稳定性,提高泵的工作效率,减少能量损失,提高泵振动动态性能的稳定性。

2) 汽蚀振动是泵振动的重要组成部分。

为了确保吸入管或压力管道中没有空气积聚,吸入管的任何部分都不能高于水泵的进口。为了减少进水口处的压力脉动,吸入管的直径应比泵群的直径大一个数量级,以便水流泵群处有一定的收缩,从而使流速分布相对均匀。同时,泵前应有一条直管,直管的长度不应小于管径的10倍。

注意创造良好的进水条件,进水池内水流应稳定均匀,以消除卡门涡伴随的振动。

3) 基础设计。

基础重量应大于泵、电机和其他机械总重量的三倍;储水箱的基础应具有相当的强度;电机支架和基础最好做成一体或面接触;泵和支架之间设置隔振垫或隔离器。此外,管道之间使用减振材料,以减少管道布局,消除弹性接触和液压损失引起的振动。

消除安装和维护期间的振动

1、轴和轴系。

安装前,检查水泵轴、电机轴和传动轴是否弯曲、变形和偏心。如果是,则必须纠正或进一步处理;检查与导向轴承接触的传动轴是否因弯曲而摩擦轴瓦或衬套,并使其自身受到激励。如果监测显示泵轴实际上弯曲,则纠正泵轴。同时,检查轴的端隙值。如果该值太大,则表明轴承已磨损,需要更换。

2、叶轮。动、静平衡是否合格。

3、联轴器。螺栓间距是否良好。

弹性销与弹性套圈的结合不得过紧;

联轴器内孔与轴的配合是否过松。如果过松,如喷涂,可用于减小联轴器内径,直到达到过渡配合所需的尺寸,然后将联轴器固定轴上。

4、滑动轴承。

间隙值是否符合标准;

润滑是否良好;

提高泵轴瓦检修工艺水平,严格执行先刮瓦、后磨、后刮瓦的循环程序,确保轴瓦与轴颈的接触面积符合规定标准:

① 泵轴颈与轴承之间的间隙通过更换前后轴承、研磨、刮削、调整等方式进行评定。

② 泵轴承体与轴承箱球形顶部之间的间隙合格。

③ 泵轴轴承下轴瓦与泵轴颈的接触点和接触角:标准规定下轴瓦背与轴承座的接触面积应大于60%,轴颈滑动接触面上的接触点密度应保持每平方厘米2-4点,接触角应保持60“到90”。

5) 支架和底板。

及时发现有振动的支架的疲劳状态,以防止因强度和刚度降低而导致固有频率降低。

6) 间隙和易损件。

确保电机轴承间隙适当;适当调整叶轮与蜗壳之间的间隙;定期检查更换叶轮环、泵体环、级间衬套、隔膜衬套等易损件。

消除泵选择和操作不当引起的振动

两台泵的并联应确保相同的泵性能。

泵性能曲线应为缓降型,且不应有驼峰。

注意:消除导致水泵过载的因素,如流道堵塞。

适当延长泵的启动时间,减少对传动轴的干扰,减少旋转部件和静止部件之间的碰撞和摩擦,以及由此产生的热变形。

对于水润滑滑动轴承,启动时应加入足够的预润滑水,以避免干启动,并应停止注水,直到水泵排出为止;定期给需要注油的轴承注油;对于长轴浸没式离心泵,由于轴系的扭转振动,如果使用推力瓦,推力瓦主要受损。此时,可以适当增加润滑油的粘度,以防止流体动力润滑膜的损坏。最后,为了防止泵的振幅过大,还可以通过测量和分析振动条件来确定泵的最佳工作参数。



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