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水泵振動的消除方法

水泵振動的消除方法

作者:
【摘要】:
從水泵的水力、機械結構設計,到泵的安裝、運行、維護等方面幾提出了減輕泵振動的措施。保證泵零部件結構尺寸、精度與泵的無過載性能等水力特性相適應;保證泵的實際運行工況點與泵的設計工況點吻合;保證加工精度與設計精度的一致性;保證零部件安裝質量與其運行要求的一致性;保證檢修質量與零部件磨損規律的一致性,可以減輕泵的振動?! ∠谜駝拥姆椒ā 脑O計制造環節消除振動  1.機械結構設計方面注意的問題  

從水泵的水力、機械結構設計,到泵的安裝、運行、維護等方面幾提出了減輕泵振動的措施。保證泵零部件結構尺寸、精度與泵的無過載性能等水力特性相適應;保證泵的實際運行工況點與泵的設計工況點吻合;保證加工精度與設計精度的一致性;保證零部件安裝質量與其運行要求的一致性,保證檢修質量與零部件磨損規律的一致性,可以減輕泵的振動。

  消除水泵振動的方法

  從設計制造環節消除振動

  1.機械結構設計方面注意的問題

  1)軸的設計。增加傳動軸支撐軸承的數目,減小支撐間距,在適當范圍內減小軸長,適當加大軸的直徑,增加軸的剛度;當泵軸轉速逐漸增加并接近或整數倍于泵轉子的固有振動頻率時,泵就會猛烈振動起來,所以在設計時,應使傳動軸的固有頻率避開電機轉子角頻率;提高軸的制造質量,防止質量偏心和過大的形位公差。

  2)滑動軸承的選擇。采用無須潤滑的滑動軸承;在液態烴等化工泵中,滑動軸承材料應采用具有良好自潤滑性能的材料,比如聚四氟乙烯;在深井熱水泵中,導流襯套選擇填充聚四氟乙烯、石墨和銅粉的材質,并合理設計其結構,使滑動軸承的固定可靠;葉輪密封環和泵體密封環處采用摩擦因數小的摩擦副,比如M20lK石墨材料一鋼;限制最高轉速;提高軸瓦承載能力及軸承座的剛度。

  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。

  2.水泵的水力設計注意事項

  1)合理地設計水泵葉輪及流道,使葉輪內少發生汽蝕和脫流;合理選擇葉片數、葉片出口角、葉片寬度、葉片出口排擠系數等參數,消除揚程曲線駝峰;泵葉輪出口與蝸殼隔舌的距離,有資料認為該值為葉輪外徑的十分之一時,脈動壓力最小;把葉片的出口邊緣做出傾角(比如做成20。左右),來減小沖擊;保證葉輪與蝸殼之間的間隙;提高泵的工作效率。同時,對泵的出水流道等相關流道進行優化設計,減少水力損失引起的振動。合理設計各種泵的進水段處的吸入室,以及壓縮級的機械結構,減少壓力脈沖,可以保證流場穩定,提高泵的工作效率,減小能量損失,也可以提高泵的振動動態性能的穩定性。

  2)汽蝕振動是泵振動的很重要的一部分。當泵的人口壓力低于相應水溫下的和壓力時,會發生伴隨劇烈振動的汽蝕。減小汽蝕的措施包括:確定水泵的安裝高度時,使裝置的有效汽蝕余量大于泵的最小裝置汽蝕余量;適當加大進水管直徑,縮短進水管長度,減少管路附件,通流部分斷面變化率力求最小,提高管壁的粗糙度;減少彎頭數目和加大管道轉彎角度;降低水泵的工作轉速;采用抗空化汽蝕的材料,比如不銹鋼,或在容易發生汽蝕的部位涂環氧樹脂;進水流道設計要合理,力求平滑,使進人葉輪的水流速度和壓力分布均勻,避免局部低壓區;提高制造加工質量,避免因為葉片型線不準確造成局部流速過大,壓降過多;提高泵裝置的抗汽蝕性能,包括在泵的進口處設置水力增能器,增能器的結構,提高泵的吸人壓頭,從而提高泵裝置汽蝕余量;增加幾何倒灌高度;盡量減少進水管路水頭損失;采用雙吸式泵。

  為了保證吸水管或壓水管內無空氣積存,吸水管的任何部分都不能高過水泵的進口。為了減小人水口處的壓力脈動,吸水管路直徑應比泵人口直徑大一個尺寸數量級,以便水流在泵人口處有一定的收縮,使流速分布比較均勻,同時還應當在泵人口前有一段直管,直管長度不小于管路直徑的10倍。

  注意創造良好進水條件,進水池內水流要平穩均勻,以消除伴隨卡門渦旋的振動。

  3)基礎的設計?;A的重量應為泵和電機等機械重量總合的三倍以上;盛水池的基礎應具有相當的強度;電機支架與基礎最好做成一體或做成面接觸;在泵和支架之間設置隔振墊或隔振器。另外,在管路之間采用減振材料連接,減少管路布置,可以消除彈性接觸和水力損失帶來的振動。

  3.從安裝和維護過程作為消除水泵振動的方法

  1)軸和軸系。安裝前檢查水泵軸、電機軸、傳動軸有沒有彎曲變形、質量偏心的情況,若有,則必須矯正或者進一步加工;檢查與導軸承接觸的傳動軸,是否因彎曲而摩擦軸瓦或襯套而使自己受激力。如果監測表明,軸實際上已經彎曲了,則矯正泵軸。同時,檢查軸的端間隙值,若該值過大,則表明軸承已磨損,需更換軸承。

  2)葉輪。動、靜平衡是否合格。

  3)聯軸器。螺栓間距是否良好;彈性柱銷和彈性套圈結合不能過緊;聯軸器內孔與軸的配合是否過松,若太松,可采用諸如噴涂的方法來減小聯軸器內徑直至其達到過渡配合所要求的尺寸,而后將聯軸器固定在軸上。

  4)滑動軸承。間隙值是否符合標準;各處潤滑是否良好;提高泵的軸瓦檢修工藝水平,嚴格遵循先刮瓦、后研磨、再刮瓦的循環程序,保證軸瓦與軸頸的接觸面積達到規定的標準:

 ?、俦幂S頸與軸承間隙值,通過更換前后軸承、研磨、刮瓦、調整等手段達到合格。

 ?、诒幂S承體與軸承箱球面頂間隙值合格。③泵軸軸承下瓦和泵軸軸頸接觸點及接觸角度:標準規定下瓦背與軸承座接觸面積應在60%以上,軸頸處滑動接觸面上的接觸點密度保持在每平方厘米2一4個點,接觸角度保持在60“一90”。

  5)支架和底板。及時發現有振動的支撐件的疲勞情況,防止因為強度和剛度降低造成固有頻率下降。

  6)間隙和易損件。保證電機軸承間隙合適;適當調整葉輪與渦殼之間的間隙;定期檢查、更換葉輪口環、泵體口環、級間襯套、隔板襯套等易磨損零件。

  4.由于離心泵選型和操作不當引起的振動

  兩泵并聯應保證泵性能相同。泵性能曲線應為緩降型為好,不能有駝峰。使用時要注意:消除導致水泵超載的因素,比如流道堵塞;適當延長泵的啟時間,減小對傳動軸的擾動,減小轉動部件和靜止零件之間的碰撞和摩擦,以及由此引起的熱變形;對于水潤滑的滑動軸承,啟動過程中應加足預潤滑水,避免干啟動,直至水泵出水后再停止注水;定期向需要注油的軸承適量注油;對于長軸液下離心泵,因為軸系存在著扭轉振動,若使用的有推力瓦,則受損傷的主要是推力瓦,這時可以適當提高潤滑油的粘度,防止液體動壓潤滑膜的破壞。最后,為了防止泵的振幅過大,還可以使用測量分析振動狀況來確定水泵的最佳工作參數。

  結論

  泵振動的誘因包括機械的、水力的和電力的原因。

  振動控制綜合反映了機械加工工藝、機械安裝人員的操作水平、水泵操作人員的素質、水力設計軟件的功能、各部分材料性能狀況、監測儀器的性能。實際工作中,排除振動要結合經驗和理論分析,將振動機理分析和實際檢測儀器得到的數據結合起來。很多振動可以通過提高設計和安裝質量,提高操作水平,加強日常維護予以消除。伴隨著新材料技術的發展和新工藝的出現,以及電子計算機技術與數值方法和流體力學基礎理論的進步,加上振動噪聲診斷技術的興起和發展,水泵的設計、使用、維護水平必將蒸蒸日上,性能也一定會日趨優化,動態性能也會日趨穩定。  

  該文章來源于  中國泵業網

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