軸流泵機組的振動分析

顧聰

摘 要：近年來，隨著我市經濟快速發展，城市化的不斷建設，人民對生活的要求也越來越高，使得閘站不僅在汛期承擔著防洪排澇運行任務，還承擔著市區河道換水的工作，因此，閘站的安全可靠運行也顯得尤其的重要。當設備投入使用一段時間后，由于維護使用不當，有時機組出現故障不能及時進行處理，帶病運行；有時水泵機組被迫長時間超負荷運行，運行條件不斷惡化，加重了水泵機組的損壞程度，最明顯的就是水泵振動越來越大，下面就振動的原因和減輕振動的措施進行一些探討分析。

關鍵詞：軸流泵；振動；故障；處理方法

1.前言

振動程度是用來評價水泵機組在運行過程中可靠性的重要指標。當振動發生超標時就有可能引起以下的危害：電機和管路發生振動，甚至有可能造成機毀人傷；導致泵機組不能進行正常的工作；造成泵機在連接處的管件或閥門發生松動，甚至是損壞。本閘站使用的是1400ZLBC-125型立式抽芯式軸流泵，配套YL710-16型立式異步電動機。

2、引起泵振動原因的分析

2.1 基礎及泵支架

電機座與基礎之間采用的接觸固定形式不好，基礎和電機系統吸收、傳遞、隔離振動能力差，導致基礎和電機的振動都超標。水泵基礎松動，或者水泵機組在安裝過程中形成彈性基礎，水泵就會產生與振動相位差1800的另一個臨界轉速，從而使水泵振動頻率增加，如果增加的頻率與某一外在因素頻率接近或相等，就會使水泵的振幅加大。另外，基礎地腳螺栓松動，導致約束剛度降低，會使電機的振動加劇。

2.2聯軸器和泵軸

（1）聯軸器連接螺栓的周向間距不良，對稱性被破壞。

（2）聯軸器加長節偏心，將會產生偏心力。

（3）聯軸器靜平衡或動平衡不好。

（4）聯軸器與軸的配合間隙太大，聯軸器配合面的機械磨損導致的聯軸器配合性能下降。

（5）聯軸器上使用的傳動螺栓質量互相不等。這些原因都會造成振動。

（6）泵軸彎曲或者上、下軸不同心，導致振動。

2.3葉輪

（1）葉輪質量偏心。如，鑄造質量、加工精度不合格；或者輸送的液體帶有腐蝕性，葉輪受到沖刷腐蝕，葉輪上有異物纏繞，導致葉輪產生偏心。

（2）葉輪的葉片數、出口角、包角與葉輪出口邊的徑向距離是否合適等。

（3）使用中葉輪與葉輪外殼之間、級間襯套與隔板襯套之間，由最初的碰摩，逐漸變成機械摩擦磨損，這些將會加劇泵的振動。

2.4 傳動軸及其輔助件

軸很長的泵，易發生軸剛度不足，撓度太大，軸系直線度差的情況，造成動件（傳動軸）與靜件（橡膠軸承）之間碰摩，形成振動。另外，泵軸太長，受水池中流動水沖擊的影響較大，使泵水下部分的振動加大。軸端的平衡盤間隙過大，或者軸向的工作竄動量調整不當，會造成軸低頻竄動，導致振動。旋轉軸的偏心，會導致軸的彎曲振動。

2.5泵的選型和超工況運行

每臺泵都有自己的額定工況點，實際的運行工況與設計工況是否符合，對泵的動力學穩定性有重要的影響。水泵在設計工況下運行比較穩定，但在超工況下運行時，由于葉輪中產生徑向力的作用，振動有所加大。

2.6軸承及潤滑

（1）軸承的剛度太低，會造成第一臨界轉速降低，引起振動。

（2）軸承性能不良導致耐磨性差，易造成泵軸與軸承之間的間隙過大， 產生振動。

（3）上、下軸之間聯軸節間隙過大，也容易造成振動。

（4）而推力軸承和其他的滾動軸承的磨損，則會使軸的縱向竄動振動以及彎曲振動同時加劇。

（5）潤滑油選型不當、變質、雜質含量超標及潤滑管道不暢而導致的潤滑故障，都會造成軸承工況惡化，引發振動。電動機滑動軸承油膜的自激也會產生振動。

2.7 配套電動機

（1）定、轉子氣隙調整不均，使電機在運行時由于磁場分布不均，引起電磁振動，引起水泵振動。

（2）運行時間長，電機的端蓋、軸承、軸承套、轉子軸頸出現磨損變形，使配合間隙過大，電動機產生振動，引起水泵振動。

（3）轉子平衡塊運行中移位，使轉子失去平衡導致電動機振動，引起水泵振動。

3.水泵振動的處理方法

3.1 從設計制造環節消除振動

合理布局，盡量減小軸的長度，在必要的時后提高軸承的質量。同時應當合理選擇軸的材質，實際生產中我們應當選用剛度較高的軸。

3.2 從產生振動的原因中消除振動

（1）安裝前準備好各種標準備品備件和配套工具，抽出水泵，檢查水泵軸、電動機軸及傳動軸有無彎曲變形。若水泵軸已彎曲變形，則應該加工處理，對已經變形的水泵軸進行校正，若是無法校正處理，則應當在第一時間更換新的水泵軸。

（2）在安裝的過程中要仔細進行水泵與電機軸的同心度找正，使水泵軸和電機軸在同一中心線上。安裝后啟動前應再一次對同心度進行校驗，避免由于安裝過程對同心度的破壞及安裝其他設備時引起的水泵和電機的微量位移引起的不同心。

（3）抽出泵軸和葉輪檢查葉輪是否損壞嚴重、葉輪的固定螺栓是否松動、葉輪上是否有無異物纏繞，若葉輪損壞嚴重，影響安全運行，應及時更換葉輪。

（4）檢查聯軸器連接螺栓是否松動，如有松動應立即擰緊，防止螺栓連接松動引起振動。

（5）安裝地腳螺絲時必須擰緊，并墊上合適的彈性墊圈，以吸收部分振動。

（6）水泵的進水口應裝有攔污柵或者清污機，有效阻止雜物吸入水泵，阻塞葉輪和進水管道。

（7）用游標卡尺測量上、下軸與橡膠軸承之間間隙，并與設計圖紙的要求對比，間隙過大會導致振動，應更換橡膠軸承。

（8）檢查泵管內和流道內是否有樹枝等大型異物，導致運行時葉輪受阻導致振動。

（9）拆下聯軸器，觀察電動機自身的振動情況，是否由于電機振動導致水泵振動，當電機發生振動后，應先查明原因，對癥下藥。

（10）盡量保持水泵在合理工況下運行，避免超負荷運行和在振動區域內運行。

4.結論

水泵的振動可分為機械振動、水力振動和電磁振動。在泵站的運行中，低強度的機械振動是不可避免的。在水泵的安裝和維護過程中，應盡量利用先進的設備和技術手段，提高設備的安裝和維護水平，不斷改進和提高設備的安全性和可靠性，避免設備在惡劣工況下運行，提高水泵安裝、維護和操作人員的技術水平，在機組停運期間對運行和維修人員進行定期培訓以提高其操作和維護水平，消除各種不利因素，使機組在出現毛病時能及時而有效的得到專業的修理和維護。從而保證水泵的良好運行工況，降低機組的振動。

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