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
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。
2.1 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。
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。
[1]田志剛.離心泵振動(dòng)的原因及預(yù)防[J].石油與化工設(shè)備,2010(13).
[2]袁亞.多級(jí)離心泵汽蝕、振動(dòng)原因分析及改造[J].化工機(jī)械,2013(03).
[3]劉超.離心泵振動(dòng)原因分析[J].管道技術(shù)與設(shè)備,2015(01).
[4]張建聯(lián).淺談離心泵的結(jié)構(gòu)、原理及振動(dòng)的原因與處理[J].中國(guó)石油和化工標(biāo)準(zhǔn)與質(zhì)量,2013(01).
TH432
A