供水循環泵的振動研究與噪聲優化

楊家碩　劉雪媛　呂亞楠

【摘 要】供水泵廣泛應用于家居，工業等不同領域，隨著其系統運行產生的振動和噪聲是不可避免的，本文綜合概述了對于降低供水泵的不必要振動帶來的噪聲的方法，簡單介紹其應用方式。在我們的供水系統運行中經常面臨的一個問題是振動和噪音。特別是近些年來變頻供水技術的發展其在技術上的凸顯越發明顯。設計上的缺陷，以及施工人員錯誤的安裝，都可能帶來危害，長期的振動必將導致故障率的提升，最終影響工作效率乃至機器元件的使用周期，最嚴重的是惡化我們的生活環境，影響我們的身心健康。泵存在振動是不可避免的，我們只能減輕振動，通過措施減輕振動，來減輕其危害

【關鍵詞】供水泵；減振；減噪

中圖分類號： TM921.51 文獻標識碼： A 文章編號： 2095-2457（2018）06-0115-002

【Abstract】The water supply pump is widely used in different fields such as home and industry.As the vibration and noise generated by the system operation are unavoidable，this article comprehensively outlines the method to reduce the noise caused by the unnecessary vibration of the water supply pump.Describe its application.One of the problems we often face in the operation of our water supply system is vibration and noise.Especially in recent years，the development of variable frequency water supply technology has become more and more obvious in terms of technology. Defects in design and the wrong installation of construction personnel can all lead to hazards.Long-term vibration will inevitably lead to an increase in the failure rate，ultimately affecting the working efficiency and even the life cycle of the machine components.The most serious is the deterioration of our living environment.Affect our physical and mental health. The vibration of the pump is unavoidable.We can only reduce the vibration and reduce the vibration through measures to reduce the damage.

【Key words】Water supply pump；Vibration reduction；Noise reduction

對泵體產生振動和噪聲的原因分析。

1 泵體振動產生機理

泵體的振動一般分為內部原因和外部原因。

1.1 內部原因

由電機結構間松動引發振動，離心泵葉輪受不平衡力引發振動，平衡裝置失效，泵體內部零件損壞。內部不見得故障不易于發現，通過頻譜分析，可有效快速判斷故障的原因。

電機結構部分松動，軸承定位裝置松動，鐵芯硅鋼片過松，軸承剛度因磨損而下降，會引起振動。由質量偏心、轉子彎曲或質量分布引起的質量分布不均勻，造成靜、動平衡超標。

電機定子繞組，由于安裝工序的操作質量問題，造成各相繞組之間的電阻不平衡，因而導致產生的磁場不均勻，產生了不平衡的電磁力，這種電磁力成為激振力引發振動。

離心泵葉輪的質量是偏心的。在葉輪制造過程中，質量控制不好，如鑄件質量和加工精度不合格，或液體輸送有腐蝕性，葉輪路徑受到侵蝕和侵蝕，導致葉輪偏心。離心泵的葉片數、出口角、袋角、葉輪與葉輪出口之間的徑向距離是合適的。當葉輪口環和離心泵的泵體環的使用，中間套管和隔套之間，最初的摩擦影響將逐漸變成機械摩擦和磨損，這將加劇離心泵振動。

1.2 外部原因

聯軸器引發振動，傳動軸及其輔助件引發振動，軸承及潤滑引發振動，管道及其安裝固定引發振動，基礎松動，泵機組安裝過程形成彈性基礎以及減震器選擇失誤引發振動，水選型和變工況運行引發振動。

聯接螺栓圓周間距，對稱性被破壞；耦合擴展會產生偏心，偏心受力；耦合錐超差或動平衡不好；靜態平衡耦合；跟緊和彈性柱銷聯軸器，由彈性功能喪失引起的彈性柱銷聯軸器不好；配合間隙過大軸耦合；耦合環耦合的機械磨損造成的性能下降的圍裙；用于耦合從彼此的傳輸質量，螺栓。

傳動架與基礎之間的接觸固定形式不好。基礎和電機系統由于吸收、傳遞和隔離而振動能力差，導致基礎和電機振動過大。泵或泵組基礎松動，在安裝過程中形成的彈性基礎，或者由于石油水泡削弱了基礎剛度，泵會產生振動和1800個臨界速度的相位差，使泵的振動頻率增加，如果增加的頻率和頻率接近或等于外部因素，它會造成泵的增加幅度。另外，基礎螺栓松動導致約束剛度降低，加劇了電機的振動。軸承的剛度過低，導致第一臨界轉速下降，引起振動。另外，導向軸承的耐磨性差，固定不良，軸承間隙過大，容易引起振動。潤滑油的選擇不當、變質、雜質含量過多、潤滑管道不暢通造成潤滑失效，會導致軸承狀態惡化，引起振動。電動機滑動軸承油膜的自激也會產生振動。

泵的出水管支架不夠剛性，變形過大，使管道承受泵體壓力，使泵體和電機受到中性破壞。這些都會引起泵和管道的直接或間接振動。

每臺水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

2 泵噪聲原因分析

由于泵的運行會有振動，異常的振動會產生噪聲，泵吸時發生氣蝕及氣體分離，隨著空泡崩潰，而發生“噼啪”的氣蝕噪聲，葉輪入口處的流速在圓周方向分布不均勻，因壓力變化而產生噪聲，泵房內噪聲主要是兩種噪聲源：泵體自身運行產生的噪聲和氣體或液體在輸送過程中產生的噪聲，造成噪聲污染的原因主要有以下原因：

2.1 設計布局不合理

我國《水泵隔離技術規范》規定，每個房間均不得安裝在上、下、相鄰的房間，防振、安靜、要求不應安裝。中國的《民用建筑隔聲設計規范》規定：對于高層旅館建筑、水泵、水箱及產生噪聲的設備，而不需要一個相鄰的安靜的房間，不應設置在房間的上部，如必須設置時，應采取可靠的隔離措施。目前，許多鍋爐房都與住宅樓相鄰，甚至在住宅樓的地下室也是如此。

2.2 隔振措施不符合要求

減震器的選擇，減震器的選擇不當會導致減震彈簧變形過大甚至失去彈性形變，使減震器功能失效。

支架結構和選材，支架一般都是剛性連接，起不到隔振作用。

發動機運行過程中產生的噪聲和氣體/液體在運輸過程中產生的氣動噪聲稱為空氣噪聲，稱為空傳噪聲.此類噪聲級峰值主要集中在低倍頻帶，大約在100-450Hz的范圍內。該聲源在泵房正常運行時屬于穩態噪聲。管道噪聲是指水流在管道中流動時所產生的噪聲。另外，水泵的氣蝕現象及停泵水錘現象也能夠產生瞬時噪聲。給水管道產生的噪聲，受流速和壓力影響。對周邊環境造成噪聲污染。

3 解決方案

針對于內部原因，通過對泵體進行解體檢修，葉輪改造，更換損耗器件等方法進行消振。對于外部原因可以用在支架下方加墊鐵找平，地腳螺栓調整，找正，更換潤滑油，設計彈性隔振墊，或按照相關標準選擇減振器等措施進行消振。

對于水泵的消振工作要建立在數據的采集分析，機泵的測點進行標記后，為保證數據的可對照性和準確性，在檢測中要做到：測量儀器不變，單位設置相同測振時工況，外界環境，記錄人員盡量保持一致或相似，震動檢測周期盡量一致。

根據聲學原理，對泵房的環境進行改造，將聲源封閉在不精確的泵房內進行隔音處理，并對泵房的房間、門窗等進行隔聲。

選擇合適的減震器、氣墊隔振器：一般由橡膠件制成，其振動頻率特別低，其隔振效果優于鋼彈簧。自然頻率可以低至0.1到5赫茲。高頻阻尼高，高頻阻尼小。缺點是價格昂貴，負荷有限，必須定期檢查。毛氈：在厚度大，柔軟和不致受到過度靜負載時，其隔振效果最好。由于阻尼系數較高，在共振時只放大四倍，加之阻抗大，且與大多數工程材料不匹配，故對減少聲頻范圍內的振動傳遞特別有效。

將剛性連接的的支架，換成彈性連接的支架。

針對低頻振動，設計了水泵、管道的隔振隔聲技術，采用隔振隔聲處理。從我們的實踐得出，針對此類低頻震動需要以多級隔振技術設計來隔斷不同頻率的震動傳遞。從而實現減震降噪的目標。

4 總結

1）機泵的振動75%是由內部原因引起，外部原因能夠在很大情況下避免。

2）對于泵的振動應由外入內，由簡入繁，由易入難的原則檢測并按照相關方法進行消振。

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