芻議給水泵電機設備振動異常的原因及解決措施

摘 要：水泵是國民經濟生產中的重要設備。電機設備振動是水泵常見質量病害之一，對于水泵的正常運轉有著許多不利影響。加強水泵電機設備振動研究與防治，是保證工農業生產正常進行的必要舉措。文章圍繞水泵電機設備振動有關問題進行探討，深入分析了水泵電機設備振動的形成原因和造成的影響，進而針對性地提出解決建議。希望對類似的問題的解決有一定的借鑒作用。

關鍵詞：水泵；電機；振動；來源；原因；解決對策；效果

引言

水泵是工農業生產中十分常見的機械設備，電機是水泵的關鍵部件。電機的工作情況對于水泵整體運行水平有著至關重要的影響。在日常生產中，水泵電機經常會由于某些原因發生異常振動，從而給水泵的安全運行帶來威脅。比如電機和管路長期振動就會導致軸承等零部件加快磨損，連接件發生松動等一系列問題，情況嚴重時會造成部件扭曲變形，進而發生斷裂，引發安全事故。此外，電機設備發生振動時會產生大量噪音，對周邊環境形成噪音污染，長期以往，會威脅到生產人員的身心健康，導致情緒不穩、心理亞健康，導致工作失誤多發。基于這個原因，水泵生產和使用單位把電機振動情況作為衡量水泵電機設備運行質量的一個重要依據。在日常生產中，密切灌注水泵電機設備發生振動情況，一旦發現問題，立即采取措施，認真尋找引發振動的深層次原因，有針對性地加以解決，保證水泵設備的正常穩定運行。

1 振動對水泵電機的影響及形成原因分析

1.1 電機發生振動對水泵電機的影響

振動是機械設備中普遍存在的現象。振動的存在會給設備造成額外的負荷，這種負面影響會逐漸累加，當超過設備承受極限時就會引發故障。具體到水泵電機，振動會對其產生如下影響：一是會給機械設備造成物理損傷，縮短機械設備使用時限，某些時候還會引發軸承斷裂等情況，給周圍生產人員和其它設備帶來安全威脅。二是影響水泵系統整體工作效率。機械發生振動，從能量的角度上看是將一部分能量以機械能的形式作了無用功，從而降低系統整體工作效率。三是對其它相關設備、儀器的正常工作造成負面影響。當電機設備發生振動時，振動波會傳遞給周邊儀器、設備，對其工作精度造成負面影響，情況嚴重時會導致儀器完全失去應有作業。四是機械振動會產生大量噪音，形成噪音污染，影響周邊人員健康。

1.2 水泵電機振動產生的原因及其特征

引發水泵電機發生振動的原因較多，常見的有管系振動、泵軸跳動，以及靠背輪對中不良（同心度、平行度不當）、泵座和電機支座強度不夠等。這些原因通常都是由于機械設備安裝、制造不當所導致的，大體上可以分為轉子不平衡和轉子不對中兩種。

（1）轉子不平衡

轉子是電機設備的關鍵部件，是電機設備運轉的軸心，隨著使用時間延長，轉子會出現局部腐蝕、磨損等問題，從而引發轉子不平衡，有時電機設備制造、安裝不當也會導致轉子不平衡問題。由于不平衡引發的振動頻率與轉子轉速有關，二者之間存在著密切聯系，振動頻率即為電機工作頻率，電機相位不會隨著時間變化而變化。

（2）轉子不對中

水泵與原動機聯軸器中心不對正或端面平行度不好被稱作不對中，一般分為平行不對中、角不對中兩種情況。如果電機設備振動是由于轉子不對中引發的，那么電機工作頻率也會與設備振動頻率形成某種相對復雜的關系，通常情況下表現為工作頻率的振動幅值增大，同時伴有工作頻率的倍頻成分。

此外，下面一些特定情況下也有可能引發水泵電機設備結構發生共振，導致設備振動現象發生：一是設備結構設計問題。如果設備管道系統中存在較多的直角彎管，并且這些部位采用滑動支撐的固定模式，就會引發管道共振，進而將振動傳到至其它部位。二是電機軸承潤滑不良激發振動。這通常是由于電機軸承使用潤滑脂的潤滑方式，沒有設置加油嘴，導致軸承潤滑不良所致。

2 水泵電機設備振動防治建議

根據上面水泵電機設備振動原因分析結果，可以用下面七項措施加以解決。一是調整、控制水泵軸彎曲度。對于深井泵來水，泵軸長度長，工作狀態下容易發生晃動，進而引發泵軸變形，經過長期摸索、研究，發現泵軸都有不同程度的彎曲共性，減少、控制泵軸彎曲，可以有效降低水泵電機振動現象發生的頻率。二是縮短泵座與電機支座固定螺栓間距，從而降低作用在二者間的力矩，調整連接剛度。實踐證明，當支座與泵體法蘭固定螺栓力矩得到減小時，設備振動現象明顯降低。三是提高泵體、電機支座強度。由于水泵底座、電機支座等重要基礎部件采用直徑705mm，加強筋8mm的碳鋼板分段焊接而成，相較于一般電機從底座到頂端全高3.38m，電機本體重2180kg而言基礎薄弱，電機工作狀態下勢必會產生晃動，改為鑄鋼制造后，整體結構強度大幅上升，變形情況明顯減少。四是嚴格控制泵出口管第一道滑動支架的間隙。企業要認真檢查該間隙大小，及時調整，確保其符合技術要求，保證泵出口法蘭與管道法蘭二者呈平行狀態，最大限度避免應力擴大化。五是避免其它形式的激振力產生。除了上述振動因素外，還要對于其他形式的激振力采取針對性防范措施，避免激振力擴大引發設備振動。六是采取激振力緩釋措施。對于管道安裝全部采用滑動支架支撐，介質沖刷管道振動較大，管道中存在多處成90b拐彎，容易形成共振的情況，要在出口管這種傳導來自管道的激振力的關鍵部位，要接上橡膠波紋管，以達到釋放激振力的目的。七是做好水泵工作狀態下的振動監控工作，提高設備正常運行狀況下的振動限值，由4.5mm/s提高到5.6mm/s。

3 電機設備振動防范措施實例

按照上述措施對某型水泵設備進行了處理。由于客觀條件限制，本案例主要實施了第二項減振措施。具體方法是在電機自由端垂直方向兩側各加一根撐桿，調整螺栓力點為撐力，沿泵出口管對面加一根撐桿，調整螺栓力點為拉力。經檢測，調整后的電機非驅動端垂直方向的振幅約為3.2到3.8mm/s，水平方向的振幅約為2.9到3.2mm/s均低于4.5mm/s的振動值上限。此外，為了進一步減小激振力，避免設備振動，還借設備大修之際，對試驗泵設備進行了如下處理：一是進行基礎找平，使結構更加趨于穩定，二是在出口部位增設膨脹節，三是及時更換發生腐蝕的陽極塊，從而保證結構平衡，四是對泵軸變形情況進行檢查、調整。經檢測，處理結束后的水泵電機設備振動情況明顯好轉，說明前文分析的原因及提出的建議對策是正確而有效的。

4 結束語

水泵作為工農業生產中的常見設備，應用范圍廣，作用顯著。加強水泵電機振動研究，對于減少由于振動導致的水泵故障，延長設備使用壽命，提高設備安全性能，降低設備運維成本有著十分重要的積極意義。由于水泵電機設備振動原因相對復雜，企業在生產、使用水泵設備時，必須提高水泵設計水平和安裝質量，做好日常使用維護、檢修，以確保設備的穩定可靠運行。

參考文獻

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