油液監(jiān)測與振動監(jiān)測知識：引發(fā)泵振動的原因

 

振動是評價水泵機組運行可靠性的一個重要指標。引起泵振動的原因是多方面的。泵的轉(zhuǎn)軸一般與驅(qū)動電機軸直接相連，使得泵的動態(tài)性能和電機的動態(tài)性能相互干涉；高速旋轉(zhuǎn)部件多，動、靜平衡不能滿足要求；與流體作用的部件受水流狀況影響較大；流體運動本身的復雜性，也是限制泵動態(tài)性能穩(wěn)定性的一個因素。今天我們對引起泵振動原因進行一個全面的分析。

 

 

01 電機因素

 

 

1）電機結(jié)構(gòu)件松動，軸承定位裝置松動，鐵芯硅鋼片過松，軸承因磨損而導致支撐剛度下降，會引起振動；

 

2）質(zhì)量偏心，轉(zhuǎn)子彎曲或質(zhì)量分布問題導致的轉(zhuǎn)子質(zhì)量分布不均，造成靜、動平衡量超標川；

 

3）鼠籠式電動機轉(zhuǎn)子的鼠籠籠條有斷裂，造成轉(zhuǎn)子所受的磁場力和轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)慣性力不平衡而引起振動；

 

4）電機缺相，各相電源不平衡等原因也能引起振動；

 

5）電機定子繞組，由于安裝工序操作質(zhì)量問題，造成各相繞組之間的電阻不平衡，因而導致產(chǎn)生的磁場不均勻，產(chǎn)生了不平衡的電磁力，這種電磁力成為激振力也會引發(fā)振動。

 

 

02 基礎(chǔ)及泵支架因素

 

 

1）驅(qū)動裝置架與基礎(chǔ)之間采用的接觸固定形式不好，基礎(chǔ)和電機系統(tǒng)吸收、傳遞、隔離振動能力差，導致基礎(chǔ)和電機的振動都超標；

 

2）水泵基礎(chǔ)松動，或者水泵機組在安裝過程中形成彈性基礎(chǔ)，或者由于油浸水泡造成基礎(chǔ)剛度減弱，水泵就會產(chǎn)生與振動相位差1800的另一個臨界轉(zhuǎn)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；

 

3）基礎(chǔ)地腳螺栓松動，導致約束剛度降低，會使電機的振動加劇。

 

03 聯(lián)軸器因素

 

1）聯(lián)軸器連接螺栓的周向間距不良，對稱性被破壞；

 

2）聯(lián)軸器加長節(jié)偏心，產(chǎn)生偏心力；

 

3）聯(lián)軸器錐面度超差；

 

4）聯(lián)軸器靜平衡或動平衡不好；

 

5）彈性銷和聯(lián)軸器的配合過緊，使彈性柱銷失去彈性調(diào)節(jié)功能造成聯(lián)軸器不能很好地對中；

 

6）聯(lián)軸器與軸的配合間隙太大；

 

7）聯(lián)軸器膠圈的機械磨損導致的聯(lián)軸器膠圈配合性能下降；

 

8）聯(lián)軸器上使用的傳動螺栓質(zhì)量互相不等。

 

以上都會引發(fā)振動。

 

04 葉輪因素

 

 

1）葉輪質(zhì)量偏心。葉輪制造過程中質(zhì)量控制不好，比如，鑄造質(zhì)量、加工精度不合格，或者輸送的液體帶有腐蝕性，葉輪流道受到?jīng)_刷腐蝕，導致葉輪產(chǎn)生偏心；

 

2）葉輪的葉片數(shù)、出口角、包角、喉部隔舌與葉輪出口邊的徑向距離不合適；

 

3）使用中葉輪口環(huán)與泵體口環(huán)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。

 

05 傳動軸及其輔助件因素

 

 

1）軸很長的泵易發(fā)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（滑動軸承或口環(huán)）之間碰摩，形成振動；

 

2）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；

 

3）軸端的平衡盤間隙過大，或者軸向的工作竄動量調(diào)整不當，會造成軸低頻竄動，導致軸瓦振動；

 

4）旋轉(zhuǎn)軸的偏心，會導致軸的彎曲振動。

 

06 泵的選型和變工況運行因素

 

每臺泵都有自己的額定工況點，實際的運行工況與設(shè)計工況是否符合，對泵的動力學穩(wěn)定性有重要的影響。

 

1）水泵在設(shè)計工況下運行比較穩(wěn)定，但在變工況下運行時，由于葉輪中產(chǎn)生徑向力的作用，振動有所加大；

 

2）單泵選型不當，或是兩種型號不匹配的泵并聯(lián)，也會造成泵的振動。

 

07 軸承及潤滑因素

 

1）軸承的剛度太低，會造成第一臨界轉(zhuǎn)速降低，引起振動；

 

2）軸承耐磨性差，固定不好，軸瓦間隙過大，也容易造成振動；

 

3）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；

 

4）潤滑油選型不當、變質(zhì)、雜質(zhì)含量超標及潤滑管道不暢導致的潤滑故障，都會造成軸承工況惡化，引發(fā)振動；

 

5）電動機滑動軸承油膜的自激也會產(chǎn)生振動。

 

08 管道及其安裝固定因素

 

1）泵的出口管道支架剛度不夠，變形太大，造成管道下壓在泵體上，使得泵體和電機的對中性破壞；

 

2）管道在安裝過程中較勁太大，進出口管路與泵連接時內(nèi)應力大；

 

3）進、出口管線松動，約束剛度下降甚至失效；

 

4）出口流道部分全部斷裂，碎片卡人葉輪；

 

5）管路不暢，如出水口有氣囊；

 

6）出水閥門掉板，或沒有開啟；

 

7）進水口有進氣，流場不均，壓力波動。

 

這些都會直接或者間接地導致泵和管路的振動。

 

09 零部件間的配合因素

 

1）電機軸和泵軸同心度超差；

 

2）電機和傳動軸的連接處使用了聯(lián)軸器，聯(lián)軸器同心度超差；

 

3）動、靜零部件之間（如葉輪毅和口環(huán)之間）的設(shè)計間隙的磨損變大；

 

4）中間軸承支架與泵筒體間隙超標；

 

5）密封圈間隙不合適，造成不平衡；

 

6）密封環(huán)周圍的間隙不均勻，比如口環(huán)未人槽或者隔板未人槽，就會發(fā)生這種情況。

 

這些不利因素都能引起振動。

 

10 水泵自身因素

 

1）葉輪旋轉(zhuǎn)時產(chǎn)生非對稱壓力場；

 

2）吸水池和進水管渦流；

 

3）葉輪內(nèi)部以及渦殼、導流葉片漩渦的發(fā)生及消失；

 

4）閥門半開造成漩渦；

 

5）由于葉輪葉片數(shù)有限而導致的出口壓力分布不均；

 

6）葉輪內(nèi)的脫流；

 

7）喘振；

 

8）流道內(nèi)的脈動壓力；

 

9）汽蝕；

 

10）水在泵體中流動，對泵體會有摩擦和沖擊，比如水流撞擊隔舌和導流葉片的前緣，造成振動；

 

11）輸送高溫水的鍋爐給水泵易發(fā)生汽蝕振動；

 

12）泵體內(nèi)壓力脈動，主要是泵葉輪密封環(huán)，泵體密封環(huán)的間隙過大，造成泵體內(nèi)泄漏損失大，回流嚴重，進而造成轉(zhuǎn)子軸向力的不平衡和壓力脈動，會增強振動；

 

13）對于輸送熱水的泵，如果啟動前泵的預熱不均，或者水泵滑動銷軸系統(tǒng)的工作不正常，造成泵組的熱膨脹，會誘發(fā)啟動階段的劇烈振動；

 

14）泵體來自熱膨脹等方面的內(nèi)應力不能釋放，則會引起轉(zhuǎn)軸支撐系統(tǒng)剛度的變化，當變化后的剛度與系統(tǒng)角頻率成整倍數(shù)關(guān)系時，就發(fā)生共振。