淺論離心泵振動(dòng)原因與其處理

周湘君

（武漢大學(xué)動(dòng)力與機(jī)械學(xué)院，湖北 武漢 430072）

淺論離心泵振動(dòng)原因與其處理

周湘君

（武漢大學(xué)動(dòng)力與機(jī)械學(xué)院，湖北 武漢 430072）

離心泵是工廠生產(chǎn)中常用的設(shè)備之一，在流體輸送中發(fā)揮著重要作用，但是在離心泵的使用過(guò)程中經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)故障問(wèn)題，嚴(yán)重影響工作效率，離心泵的振動(dòng)是最為常見(jiàn)的故障之一，由于造成離心泵振動(dòng)的原因較多，因此離心泵振動(dòng)處理要全面了解振動(dòng)原因，有針對(duì)性地制定處理策略。本文分析了離心泵振動(dòng)的原因，并提出了相應(yīng)的處理方法。

離心泵振動(dòng)；原因；處理方法

1 離心泵振動(dòng)的原因分析

通常而言，造成離心泵振動(dòng)的原因有機(jī)械原因、水利學(xué)原因，主要體現(xiàn)在機(jī)組不正、軸承不對(duì)正、不見(jiàn)缺陷等，而水利學(xué)振動(dòng)主要是離心泵汽蝕引起的，不同原因造成的振動(dòng)特點(diǎn)不同，以下分兩點(diǎn)來(lái)分析振動(dòng)原因：

1.1 機(jī)械方面原因

1.1.1 轉(zhuǎn)子質(zhì)量分布不均勻

轉(zhuǎn)子質(zhì)量分布不均勻容易造成軸承不平衡，當(dāng)離心泵啟動(dòng)時(shí)，軸承受力不對(duì)稱就會(huì)發(fā)生小幅度的振動(dòng)，隨著轉(zhuǎn)速的增大，超過(guò)額定的數(shù)值后，振幅就會(huì)顯著增大。部分離心泵由于使用年限過(guò)長(zhǎng)，其葉輪和軸承轉(zhuǎn)動(dòng)零件老化嚴(yán)重，或者離心泵內(nèi)部出現(xiàn)磨損或者腐蝕，這些原因都造成轉(zhuǎn)子的質(zhì)量出現(xiàn)不對(duì)稱，從而造成離心泵的振動(dòng)故障。轉(zhuǎn)子質(zhì)量分布不均勻造成的振動(dòng)故障破壞性較大，因此對(duì)這類故障通常要及時(shí)更換轉(zhuǎn)子，進(jìn)行下一步的平衡性檢驗(yàn)校正，徹底消除振動(dòng)源。

1.1.2 離心泵機(jī)組中心不正

離心泵的機(jī)組是其動(dòng)力構(gòu)件，如果機(jī)組中心不正，在轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中會(huì)出現(xiàn)機(jī)組振動(dòng)，并隨著負(fù)荷增大，振動(dòng)幅度和振動(dòng)頻率會(huì)逐漸增強(qiáng)。造成機(jī)組中心不正的原因有：離心泵質(zhì)量較差，部分離心泵機(jī)組做工質(zhì)量較差，在安裝過(guò)程中位置校正不正確；軸承磨損或者前后軸瓦不對(duì)稱也是離心泵振動(dòng)的原因。對(duì)于機(jī)組中心不正造成的振動(dòng)，要嚴(yán)格檢測(cè)離心泵的運(yùn)行參數(shù)，并進(jìn)行離心泵性能的調(diào)配，消除機(jī)組振動(dòng)發(fā)生。

1.1.3 聯(lián)軸器不對(duì)正

聯(lián)軸器是離心泵中的重要部件，在離心泵安裝過(guò)程中，如果聯(lián)軸器不同心或連接螺栓對(duì)應(yīng)精度不足，就造成原動(dòng)機(jī)軸承和離心泵軸承不在同一個(gè)水平線上，當(dāng)離心泵啟動(dòng)時(shí)，就會(huì)出現(xiàn)振動(dòng)故障。聯(lián)軸器不對(duì)正，在離心泵運(yùn)行初期不會(huì)出現(xiàn)明顯的振動(dòng)，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的運(yùn)行后，地腳螺栓松動(dòng)墊板移位或基礎(chǔ)下沉等原因，使泵中心偏移也會(huì)引起振動(dòng)。

1.1.4 支撐部件出現(xiàn)問(wèn)題

支撐部件的工作是維持泵運(yùn)行的穩(wěn)定性，避免由于地基下沉等原因影響離心泵的運(yùn)行效率，當(dāng)支撐部件出現(xiàn)剛性不足、緊固構(gòu)件松動(dòng)時(shí)，會(huì)造成離心泵出現(xiàn)位置偏移，一旦離心泵運(yùn)行，位移偏差就會(huì)越來(lái)越大，最終導(dǎo)致離心泵出現(xiàn)機(jī)身振動(dòng)。當(dāng)離心泵出現(xiàn)振動(dòng)時(shí)，如果泵的地腳不穩(wěn)定或者是安裝不牢固，離心泵自身振動(dòng)和基礎(chǔ)就產(chǎn)生一致性的共振，從而增大了振動(dòng)的破壞性。通常采用支撐部件加固的方式來(lái)提高其穩(wěn)定性，或者增大地基重量和牢固性來(lái)消除共振。

1.1.5 離心泵潤(rùn)滑不足

離心泵在運(yùn)行過(guò)程中，其軸承和機(jī)組部件之間的摩擦力較大，長(zhǎng)時(shí)間地高速運(yùn)轉(zhuǎn)產(chǎn)生高溫會(huì)使部件之間的潤(rùn)滑油揮發(fā)，因此要定期進(jìn)行潤(rùn)滑油的涂抹來(lái)消除摩擦阻力，減少零部件之間的摩擦損耗，但是部分離心泵的潤(rùn)滑保養(yǎng)工作不到位，造成離心泵關(guān)鍵機(jī)組的潤(rùn)滑度不足，長(zhǎng)期運(yùn)行會(huì)造成部件磨損，使得部件出現(xiàn)質(zhì)量不均勻現(xiàn)象，甚至?xí)斐奢S承間隙過(guò)大，零部件之間油膜破壞，從而造成振動(dòng)故障越來(lái)越明顯，并伴隨抖動(dòng)和聲響。

1.2 水力學(xué)方面原因

水力學(xué)方面的原因主要有兩種：①離心泵的汽蝕現(xiàn)象，離心泵的工作原理是通過(guò)葉輪的高速運(yùn)行在泵體內(nèi)形成負(fù)壓，在負(fù)壓的作用下液體會(huì)自動(dòng)吸引到泵體內(nèi)，從而完成流體的運(yùn)輸。當(dāng)葉輪吸入的流體有氣泡存在時(shí)，進(jìn)入到泵體的負(fù)壓環(huán)境下，其壓力突然增大會(huì)使液體迅速氣化形成小氣泡，這些小氣泡對(duì)葉輪造成破壞，從而造成葉輪振動(dòng)。汽蝕現(xiàn)象引發(fā)的離心泵振動(dòng)是最為常見(jiàn)的故障之一，尤其是在大流量的液體運(yùn)輸中，汽蝕現(xiàn)象會(huì)產(chǎn)生巨大的振動(dòng)噪音；②流量過(guò)低引發(fā)離心泵振動(dòng)，當(dāng)離心泵的輸送流量小于設(shè)計(jì)最小流量時(shí)，會(huì)造成泵體內(nèi)的始終不能維持飽和流量運(yùn)行，壓力忽高忽低從而造成管路的劇烈振動(dòng)，同時(shí)部分液體會(huì)發(fā)生汽化現(xiàn)象，加劇汽蝕現(xiàn)象的破壞性。

2 離心泵振動(dòng)處理方法

2.1 離心泵的設(shè)計(jì)與安裝

科學(xué)的離心泵設(shè)計(jì)和安裝可以消除潛在的安全隱患，維持離心泵的正常運(yùn)行，減少震動(dòng)的發(fā)生。因此相關(guān)的設(shè)計(jì)人員和維修人員應(yīng)做好以下幾個(gè)方面：①對(duì)離心泵的轉(zhuǎn)子進(jìn)行平衡性檢測(cè)，通過(guò)平衡實(shí)驗(yàn)來(lái)驗(yàn)證轉(zhuǎn)子的平衡性，確保轉(zhuǎn)子的對(duì)稱性運(yùn)行；②正確計(jì)算離心泵的臨界轉(zhuǎn)述，避開離心泵的臨界轉(zhuǎn)數(shù)，減少汽蝕現(xiàn)象的發(fā)生，尤其是對(duì)大流量、長(zhǎng)管路的運(yùn)輸工程，要采用正壓進(jìn)泵；③合理規(guī)劃管路安裝，管路安裝要考慮其熱脹冷縮，消除管路的熱應(yīng)力效應(yīng)，同時(shí)要作好泵體支撐部件的固定工作，避免離心泵和固定地基發(fā)生共振現(xiàn)象，減少離心泵振動(dòng)的危害性；④在離心泵的安裝中，檢查其葉輪是否有腐蝕現(xiàn)象、軸承之間的間隙是否合適，避免有質(zhì)量問(wèn)題的離心泵用到工程中，同時(shí)要重點(diǎn)檢查電機(jī)和泵體的聯(lián)軸器是否對(duì)正，必要時(shí)進(jìn)行人為的適當(dāng)調(diào)整。

2.2 離心泵的維護(hù)

離心泵的定期維護(hù)至關(guān)重要，維護(hù)人員要設(shè)計(jì)巡檢表，通過(guò)表面檢查、聲音檢查、性能檢查來(lái)判斷離心泵的運(yùn)行狀態(tài)是否正常。同時(shí)檢查離心泵機(jī)組是否出現(xiàn)螺栓松動(dòng)、彈性膠圈損壞、平衡管發(fā)熱、密封圈滲漏的不良現(xiàn)象，一旦出現(xiàn)故障要及時(shí)處理，避免故障的進(jìn)一步嚴(yán)重化。再者工作人員要定期進(jìn)行離心泵的潤(rùn)滑和清洗，避免長(zhǎng)期運(yùn)行出現(xiàn)機(jī)械損傷，也防止腐蝕性物質(zhì)對(duì)泵殼的破壞。

結(jié)語(yǔ)

總之，離心泵在運(yùn)行過(guò)程中常出現(xiàn)振動(dòng)故障，離心泵振動(dòng)會(huì)造成設(shè)備結(jié)構(gòu)損壞，降低軸承、密封條的使用壽命，如果離心泵的振動(dòng)時(shí)間過(guò)長(zhǎng)或振動(dòng)頻率較高，甚至?xí)斐晒潭菟ǖ拿撀?，造成連接法蘭的斷裂，危及生產(chǎn)車間的安全。因此，維修人員要加強(qiáng)離心泵的維修和保養(yǎng)，深入了解離心泵振動(dòng)的原因，提高離心泵的運(yùn)行效率。

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