基于電氣層面的水泵運(yùn)行中產(chǎn)生振動(dòng)的原因及對(duì)策

葉鯤鵬

摘要：隨著我國(guó)基礎(chǔ)設(shè)施的不斷建設(shè)，水泵的應(yīng)用也越來(lái)越廣泛，而其在使用過(guò)程中的安全可靠性則成為了當(dāng)前亟待解決的問(wèn)題。水泵的水力、安裝和維護(hù)都有可能會(huì)影響水泵的安全運(yùn)行，一旦出現(xiàn)問(wèn)題就會(huì)使水泵出現(xiàn)振動(dòng)，影響水泵的使用效率和壽命。本文針對(duì)這一現(xiàn)狀，從電氣層面出發(fā)，對(duì)水泵運(yùn)行過(guò)程中出現(xiàn)振動(dòng)的原因進(jìn)行了分析，并就此提出了解決對(duì)策，希望能夠?yàn)橄嚓P(guān)工作人員提供一定借鑒。

關(guān)鍵詞：電氣控制；水泵運(yùn)行；振動(dòng)原因；對(duì)策

引言

現(xiàn)階段，我國(guó)的科技快速發(fā)展，對(duì)于水泵的運(yùn)行要求也越來(lái)越高，這就要求相關(guān)企業(yè)和人員能夠樹(shù)立質(zhì)量觀，保障水泵的可靠運(yùn)行。在水泵的實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)振動(dòng)現(xiàn)象，而之所以會(huì)出現(xiàn)不同程度的振動(dòng)，主要有三個(gè)方面的原因，一是機(jī)械、二是水力、三是電磁力的影響。正是由于以上因素的影響，使得水泵出現(xiàn)了不穩(wěn)定運(yùn)行情況。因此，本文就此展開(kāi)探討，以期能夠?yàn)樗玫目煽窟\(yùn)行提供保障。

1.水泵在運(yùn)行過(guò)程中產(chǎn)生振動(dòng)的原因分析

1.1機(jī)械原因

1.1.1水泵葉輪葉片的薄厚存在不均勻現(xiàn)象

對(duì)于水泵的葉輪葉片來(lái)說(shuō)，或多或少都會(huì)存在薄厚不均勻的現(xiàn)象，而這就會(huì)讓水泵在運(yùn)行的過(guò)程中出現(xiàn)周期性的振動(dòng)，造成了水泵的非常長(zhǎng)運(yùn)行。正是由于這一原因，葉輪在運(yùn)行的過(guò)程中無(wú)法保持穩(wěn)定，極易造成葉輪的晃動(dòng)，使得水泵的軸承遭受到側(cè)向力，最終導(dǎo)致軸承的壽命大大減少，影響水泵的正常運(yùn)行。

1.1.2水泵軸與電機(jī)軸出現(xiàn)偏離

一般情況下，出現(xiàn)水泵軸與電機(jī)軸偏離的情況，主要是由于水泵在制作或者安裝的過(guò)程中出現(xiàn)質(zhì)量問(wèn)題，而這種情況一旦發(fā)生，就會(huì)導(dǎo)致水泵在運(yùn)行的過(guò)程中出現(xiàn)不同心的情況，最終會(huì)由于聯(lián)軸器間隙大小出現(xiàn)比較頻繁的變動(dòng)，導(dǎo)致水泵出現(xiàn)振動(dòng)。

1.1.3聯(lián)軸器的螺栓間距出現(xiàn)誤差

對(duì)于水泵來(lái)說(shuō)，由于其重要性不言而喻，因而對(duì)水泵的加工和安裝精度要求都十分高，在此過(guò)程中如果出現(xiàn)較大的誤差，就會(huì)對(duì)其運(yùn)行產(chǎn)生非常大的影響。其中，聯(lián)軸器螺栓的間距精度則是一項(xiàng)重要的內(nèi)容，如果間距誤差較大，那么就會(huì)導(dǎo)致螺栓的受力出現(xiàn)不平衡情況，使水泵運(yùn)行過(guò)程中出現(xiàn)異常振動(dòng)。

1.1.4軸的臨界轉(zhuǎn)速

在水泵的軸轉(zhuǎn)速逐漸加大時(shí)，會(huì)與轉(zhuǎn)子的固定頻率相接近，從而導(dǎo)致水泵的振動(dòng)。當(dāng)振動(dòng)達(dá)到最高程度時(shí)，通常會(huì)被成為臨界轉(zhuǎn)速。此時(shí)，為了能夠讓水泵安全穩(wěn)定運(yùn)行，需要盡量減少軸轉(zhuǎn)速與臨界轉(zhuǎn)速相結(jié)合、接近或者是成倍數(shù)。通常情況下，水泵的工作轉(zhuǎn)速都會(huì)高于或者低于臨界轉(zhuǎn)速，而隨著當(dāng)前科學(xué)技術(shù)的不斷提升，工作轉(zhuǎn)速經(jīng)常會(huì)高于臨界轉(zhuǎn)速。

1.1.5摩擦所引起的振動(dòng)

在水泵的軸出現(xiàn)一定彎曲之后，轉(zhuǎn)動(dòng)的部位會(huì)和襯套以及軸瓦出現(xiàn)碰觸，在此過(guò)程中就會(huì)產(chǎn)生較大的摩擦力，導(dǎo)致泵軸由于偏轉(zhuǎn)而產(chǎn)生振動(dòng)。

1.2水力原因

1.2.1脈動(dòng)壓力

在水泵的運(yùn)行過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生脈動(dòng)壓力，而脈動(dòng)壓力會(huì)以特點(diǎn)的頻率來(lái)敲打水泵的葉輪，而一旦脈動(dòng)壓力的頻率和其他零件的頻率出現(xiàn)吻合，那么就會(huì)出現(xiàn)共振，導(dǎo)致水泵出現(xiàn)異常振動(dòng)。

1.2.2漩渦以及脫流

在水泵運(yùn)行時(shí)，一旦出現(xiàn)脫離高頻率區(qū)的情況，那么水流在繞流葉片時(shí)，就會(huì)在葉片的兩面出現(xiàn)旋渦或者脫硫，從而引起水泵的振動(dòng)。

1.2.3汽蝕

在安裝水泵時(shí)，如果高程超出了一定的限度，那么水流就會(huì)在葉輪進(jìn)口部分的低壓區(qū)出現(xiàn)汽化，而所產(chǎn)生的氣泡也會(huì)流動(dòng)到高壓區(qū)引發(fā)十分強(qiáng)大的沖擊力，不僅會(huì)讓水泵出現(xiàn)振動(dòng)，還會(huì)造成比較大的噪聲污染。

1.3電磁力的原因

1.3.1磁場(chǎng)失衡

在水泵的運(yùn)行過(guò)程中，如果電動(dòng)機(jī)出現(xiàn)一相不平衡，那么電磁力就會(huì)出現(xiàn)被動(dòng)，從而對(duì)水泵的定子產(chǎn)生作用，導(dǎo)致水泵出現(xiàn)振動(dòng)。在此情況下，電動(dòng)機(jī)的連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)會(huì)使得其他兩相電流出現(xiàn)增大，而如果振動(dòng)頻率與定子的振動(dòng)頻率出現(xiàn)重合，那么就會(huì)導(dǎo)致水泵出現(xiàn)更加劇烈的振動(dòng)。

1.3.2鼠籠式電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子籠條斷裂

一旦鼠籠式電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子的籠條出現(xiàn)斷裂，那么就會(huì)使得水泵出現(xiàn)十分強(qiáng)烈的振動(dòng)，在負(fù)荷運(yùn)行的情況下，極易使得水泵出現(xiàn)損壞，也可能會(huì)引發(fā)一系列的安全事故。

2.解決水泵振動(dòng)問(wèn)題的有效措施

2.1設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)的振動(dòng)控制措施

在對(duì)水泵進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，設(shè)計(jì)人員應(yīng)該對(duì)水泵振動(dòng)問(wèn)題進(jìn)行綜合考量，并對(duì)可能出現(xiàn)問(wèn)題的部位進(jìn)行加強(qiáng)設(shè)計(jì)，從而在源頭上減少水泵的異常振動(dòng)問(wèn)題。在設(shè)計(jì)階段，需要做到以下幾個(gè)方面：一是應(yīng)該對(duì)軸做好相關(guān)設(shè)計(jì)工作，在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)該盡量增加轉(zhuǎn)動(dòng)軸承的數(shù)量，從而讓支撐的間距不斷減小，同時(shí)還應(yīng)該在合理的范圍內(nèi)減少軸長(zhǎng)，以便于增加軸承的剛度；二是在對(duì)滑動(dòng)軸承進(jìn)行選擇時(shí)，應(yīng)該避免使用不需要潤(rùn)滑的滑動(dòng)軸承，而如果是化工泵，那么就應(yīng)該選擇具有良好自潤(rùn)滑性的材料作為滑動(dòng)軸承，如果是熱水泵，那么就應(yīng)該選擇石墨或者銅粉，從而設(shè)計(jì)出更加合理的結(jié)構(gòu)，讓滑動(dòng)軸承更加堅(jiān)固；三是在對(duì)使用應(yīng)力釋放系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)的過(guò)程中，應(yīng)該盡量減少由泵體變形而引起的連接件質(zhì)檢單結(jié)構(gòu)應(yīng)力能夠得到釋放。

2.2對(duì)機(jī)械方面的控制

在水泵實(shí)際應(yīng)用到工程之中前，應(yīng)該對(duì)水泵和電動(dòng)機(jī)的質(zhì)量進(jìn)行仔細(xì)檢查，并且需要對(duì)其運(yùn)行性能和狀態(tài)進(jìn)行檢測(cè)。在對(duì)水泵和電動(dòng)機(jī)軸承進(jìn)行檢測(cè)時(shí)，需要對(duì)安裝的規(guī)范性做好嚴(yán)格保障，同時(shí)還需要做好潤(rùn)滑工作，盡量減少磨損情況出現(xiàn)。除此之外，還需要讓水泵軸和電動(dòng)機(jī)軸盡量處在同一條線上，合理的設(shè)定聯(lián)軸器間的間隙，讓間隙更加均勻。在對(duì)水泵進(jìn)行安裝時(shí)，還需要注重基礎(chǔ)混凝土底座的安裝工作，保障水泵更加穩(wěn)定的運(yùn)行。

2.3技術(shù)層面的措施

在對(duì)水泵進(jìn)行選型和采購(gòu)時(shí)，應(yīng)該盡量選擇比較先進(jìn)的流到設(shè)計(jì)技術(shù)，減少旋渦的出現(xiàn)，同時(shí)還應(yīng)該選擇具備降低淹沒(méi)深度結(jié)構(gòu)和功能的水泵。此外，還需要按照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)和行業(yè)規(guī)范來(lái)制定水泵檢修質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，以便于更好的對(duì)水泵進(jìn)行檢修。

2.4工藝運(yùn)行層面的措施

為了能夠保障水泵的可靠運(yùn)行，需要定期對(duì)水泵站進(jìn)行巡視，一是對(duì)前池周?chē)闆r進(jìn)行巡視，以便于觀察水池內(nèi)的漂浮物；二是觀察前池水位的變化，嚴(yán)格控制水位，一旦水位出現(xiàn)大幅度降低，應(yīng)該及時(shí)采取措施；三是檢查水泵電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行電流是否平穩(wěn)。

2.5電氣方面的措施

在電氣方面，需要根據(jù)實(shí)際的運(yùn)行情況，科學(xué)的對(duì)水泵電動(dòng)機(jī)的功率、轉(zhuǎn)速和型號(hào)進(jìn)行選擇，以便于保障水泵電動(dòng)機(jī)能夠更好的適應(yīng)運(yùn)行環(huán)境，保持水泵的安全可靠運(yùn)行；同時(shí)，還需要對(duì)電動(dòng)機(jī)的自動(dòng)和安裝進(jìn)行嚴(yán)格控制，保障其質(zhì)量；此外，需要在對(duì)電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，更好的關(guān)注電動(dòng)機(jī)的各項(xiàng)屬性，提高其運(yùn)行狀態(tài)，一旦發(fā)現(xiàn)異常則需要及時(shí)采取措施。

3.結(jié)論

綜上所述，隨著當(dāng)前我國(guó)工業(yè)的快速發(fā)展，水泵已經(jīng)被廣泛的應(yīng)用到各項(xiàng)工程和生產(chǎn)當(dāng)中，而異常振動(dòng)則會(huì)直接影響水泵的可靠運(yùn)行。因此，為了能夠保障其可靠運(yùn)行，必須要探索出減少異常振動(dòng)的相應(yīng)措施。

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