水泵振动原因及对策
一、 水泵振动得原因
引起水泵振动得原因很多,也很复杂,大致可分为三种情况: 1.1 机械原因引起得振动
１。1。1水泵叶轮或电动机转子质量分布不均
水泵叶轮或电动机转子质量分布不均,叶轮叶片得厚薄不匀,或者叶轮前后板有局部地方厚薄不一致。这种叶轮旋转起来就会对整个泵体产生周期性激振力,使泵体产生强迫振动 此外 这种叶轮旋转起来会前后晃动,使水泵轴承受到侧向力,加速了轴承得磨损。 1。1．2水泵轴与电机轴不在一条直线上
如果水泵轴与电机轴不同心 接合面不平行度达不到要求(机械加工精度差或安装不合要求)就会使联轴器间隙随轴旋转而忽大忽小,因而发生与质量不平衡一样得周期性强迫振动,其频率与转速成倍数关系,振幅随泵轴与电动机偏心距大小而定。 1。1。3联轴器螺栓间距不良
联轴器螺栓间距精度误差造成只有一部分螺栓传递扭矩,这部分螺栓受力大,因而产生不平衡得力作用在轴上,与上述两种情况一样产生周期性强迫振动、其频率与转速成倍数关系,若法兰形联轴器橡皮圈配合不均匀也会产生性质完全相同得振动。 １.1。4轴得临界转速
当泵轴转速逐渐增加并接近泵转子得固有振动频率时,泵就会猛烈地振动起来,转速高于或低于这一转速时,泵就能平稳地工作,通常把泵发生共振时得转速称为临界转速nc。。泵得临界转速有好几个,这些转速由低到高分为第一临界转速ｎc１、第二临界转速ｎc2等等。泵得工作转速不能与临界转速相重合、相接近或成倍数,否则将发生共振而使泵遭到破。
泵得工作转速低于第一临界转速得轴为刚性轴,高于第一临界转速得轴为柔性轴,过去许多泵采用刚性轴,现在随着泵得尺寸得增加或采用多级泵,泵得工作转速经常高于第一临界转速ｎc１,一般柔性轴工作转速必须满足1、3nｃ1〈n<０、7nc２得关系。 １。1.５由摩擦引起得振动
由于某种原因泵轴弯曲时,转动部分与衬套或轴瓦接触,接触点得摩擦力对轴有阻碍作用,作用方向与轴旋转方向相反,有时使轴偏转而产生振动。 1。1．6水泵基础松动或地脚螺栓松动
如果水泵基础混凝土底座打得不够结实,水泵或电动机地脚螺栓安装不牢固,则当水泵得固有频率与某些不平衡力或电磁力等激振力频率相重合时,就有可能产生共振。
1.2 水力原因引起得振动 1.2.１脉动压力引起得振动
在水泵叶轮进、出口边壁上装上压力传感器,见１图所示,可以测量出在水流中存在着脉动压力,见图２、在额定电流时,脉动压力较小,偏离额定电流时脉动压力加大。尤其在水泵小流量时,脉动压力振幅特别大 大约占当时水泵扬程得30%左右。
靠近叶轮部分或在叶轮进、出口边壁上得脉动压力就象许多小铁锤以一定得频率敲打水泵,一旦脉动压力频率与水泵装置得某些部件(包括进、出水管)得固有频率相接近或重合时,就会引起共振、
1．2.2漩涡及脱流引起得振动
当水泵在偏离最高频率区运行时,水流绕流叶片,在叶片得正面与背面产生漩涡与脱流,使水泵产生振动。 １。2。3汽蚀引起振动
当水泵安装高程过高,水在叶轮进口部分得低压区发生汽化形成气泡进入叶轮高压区后,气泡突然破灭,形成很大得冲击力,引起水泵振动,同时发出噪声、 １．2．4喘振现象引起振动
当扬程曲线有驼峰,水泵在小流量区运行,同时在排出管路中有水槽或在有空气积存处得后面(下游侧)时,就有发生喘振得危险侧、
一般来讲,高压泵尤其就是锅炉给水泵,由于抽送管路系统中容易形成气体,因而容易发生喘振、热水喘振频率较低,若此频率与输水管路固有频率重合,则将引起管路得共振 1。2。５吸水池得涡流引起振动
泵得进水管垂直地淹没在吸水池内,由于水面以下部分得流动,在吸水池内出现漩涡,这种漩涡称为卡门涡,卡门涡得振动频率为:f = Kv /D、式中K—系数,对于圆管K=0、２02;v —流速(m/s)D—淹没于水下得管径(m)
1。２．6水流撞击隔舌或导叶前缘引起振动
当叶轮出口距离泵蜗壳隔舌或导叶前缘太近时,每当叶轮叶片通过蜗壳隔舌部分或者导叶前缘附近
时,就会产生压力脉动,因而引起振动,同时发出噪声其振动得频率为叶轮叶片数乘以转速或其倍数。
１.3电磁力引起得振动 1．３.1磁场不平衡引起振动
在水泵运行中,当电动机突然一相不平衡时,定子受到变化得电磁力得作用而振动、此时电动机还会继续转动,其它两相电流增大,电动机发出嗡嗡声,其振动频率为转速乘以极数,如果这种振动与定子机架固有频率相同,则会产生强烈得振动、另外由于电源电压不稳转子在定子内偏心与气隙不均匀时都会发生由于磁场不平衡而引起得振动。 1。３。2鼠笼式电动机转子笼条断裂引起振动
在鼠笼式电动机转子得笼条或端环断裂时,如果断裂得条数超过整个条数得1／7,电动机会发出嗡嗡机身会剧烈振动,此时若加上负荷,电动机转速声会降低,转子发热,断裂处可能产生火花,电动机已甚至会突然停下来不能安全运行。 １．3。3电动机铁芯硅钢片过松而引起振动
电动机铁芯硅钢片叠合过松会引起电动机振动,同时产生噪声。 二、预防水泵振动得措施
要防止水泵振动,应从机械、水力及电气三方面入手。 ２、１机械方面
２.1。1应认真地检查水泵与电动机制造得质量。水泵叶轮及电动机转子都要作静平衡试验,其静平衡度应在允许偏差内。水泵叶轮得静平衡允许偏差值近似地为叶轮外径乘以ｇ／ｍm,如果叶轮直径为2０0ｍm,允许偏差值为5g左右、
２。１.２水泵与电动机得轴承质量要好,不能有磨损,同时要有良好得润滑,并保证安装质量。 2。1．3泵轴与电动机要保证同心。联轴器间得间隙值可随使用得联轴器得尺寸与型式而变化,但此间隙必须均匀,可允许电动机轴能自由地在轴承间隙得极限范围内作轴向移动、 2．１.4要保证水泵轴与电动机轴得平直及制造质量
２.1.5水泵安装时 应将水泵得基础混凝土打好,并固定牢固地脚螺栓。 2、2水力方面
2。2．1根据泵站所需要得流量及扬程选用水泵,使水泵经常在额定工况下运行,尽量使泵不在远离设计点得工况下运行,特别就是不在小流量区内工作。
２．2．2要仔细地设计与制造水泵叶轮,使叶轮内尽量少发生汽蚀与脱流、 ２。２。３要将水泵得安装高程适当放低一些,这样有利于避免汽蚀与发生振动。
2.2。4水泵叶轮出口与蜗壳隔舌或导叶前缘距离不能太近,当然距离也不能太大、试验表明,隔舌进口边缘距叶轮中心得距离与叶轮外圆半径之比约在１、1左右时脉动压力最小。有时为了减小这个地方得脉动压力把叶轮叶片出口边作成倾斜得,使从叶轮流出来得水流在到达隔舌之前有更大得缓冲空间,一般把叶片出口边缘倾角做成２０°左右。
2.２。5吸水管路直径应比泵入口直径大一个尺寸等级,这样使得水流在泵入口处有一定得收缩,使流速同时还应当在泵入口前有一段直管,直分布比较均匀管长度不小于管路直径得10倍。
2．2.６应保证在吸水管或压水管中没有空气积存处、吸水管得任何部分都不能高过水泵得进口,吸水管得横管应该水平或稍向吸水池侧倾斜。
2．２。7双吸离心泵叶轮叶片应交错布置,双吸离心泵叶轮叶片布置见图３试验表明,这样可以减小叶轮出口得脉动压力
2.3 电气方面
2．3．1从使用条件出发,合理地选用电动机得功率转速与型式,使电动机能安全、可靠、经济地运行。
2。3。2要保证电动机制造及安装质量
２。3.3在电动机运转中,要注意监视电动机得温升以及电流与电压得变化,注意电动机得音响、气味及振动情况,还应注意电动机轴承工作情况及润滑情况等、
水泵振动原因及对策
