水泵振動(dòng)分析

離心泵（centrifugal pump）是指靠葉輪旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的離心力來(lái)輸送液體的泵。水泵在啟動(dòng)前必須使泵殼和吸水管內(nèi)充滿(mǎn)水，啟動(dòng)電機(jī)，使泵軸帶動(dòng)葉輪和水做高速旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，水發(fā)生離心運(yùn)動(dòng)，被甩向葉輪外緣，經(jīng)蝸形泵殼的流道流入水泵的壓水管路。江蘇振迪檢測(cè)所代理的 VIBER X5振動(dòng)分析儀為您分析引起離心泵振動(dòng)的原因。

一、引起離心泵振動(dòng)原因——軸

軸很長(zhǎng)的泵易發(fā)生軸剛度不足、撓度太大、軸系直線(xiàn)度差的情況，造成動(dòng)件（傳動(dòng)軸）與靜件（滑動(dòng)軸承或口環(huán)）之間碰摩，形成振動(dòng)。

另外，泵軸太長(zhǎng)，受水池中流動(dòng)水沖擊的影響較大，使泵水下部分的振動(dòng)加大。軸端的平衡盤(pán)間隙過(guò)大，或者軸向的工作竄動(dòng)量調(diào)整不當(dāng)，會(huì)造成軸低頻竄動(dòng)，導(dǎo)致軸瓦振動(dòng)。旋轉(zhuǎn)軸的偏心會(huì)導(dǎo)致軸的彎曲振動(dòng)。

二、引起離心泵振動(dòng)原因——基礎(chǔ)及泵支架

驅(qū)動(dòng)裝置架與基礎(chǔ)之間采用的接觸固定方式不好，基礎(chǔ)和電機(jī)系統(tǒng)吸收、傳遞、隔離振動(dòng)能力差，導(dǎo)致基礎(chǔ)和電機(jī)的振動(dòng)都超標(biāo)。水泵基礎(chǔ)松動(dòng)或者水泵機(jī)組在安裝過(guò)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(huì)產(chǎn)生與振動(dòng)相位差1800的另一個(gè)臨界轉(zhuǎn)速，從而使水泵振動(dòng)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(huì)使水泵的振幅加大。

另外，基礎(chǔ)地腳螺栓松動(dòng)導(dǎo)致約束剛度降低，會(huì)使電機(jī)的振動(dòng)加劇。

三、引起離心泵振動(dòng)原因——聯(lián)軸器

聯(lián)軸器連接螺栓的周向間距不良，對(duì)稱(chēng)性被破壞；

聯(lián)軸器加長(zhǎng)節(jié)偏心，會(huì)產(chǎn)生偏心力；

聯(lián)軸器錐面度超差；

聯(lián)軸器靜平衡或動(dòng)平衡不好；

彈性銷(xiāo)和聯(lián)軸器的連接過(guò)緊，使彈性柱銷(xiāo)失去彈性調(diào)節(jié)功能造成聯(lián)軸器不能很好對(duì)中；

聯(lián)軸器與軸的間隙太大；

聯(lián)軸器膠圈的機(jī)械磨損導(dǎo)致聯(lián)軸器膠圈配合性能下降；

聯(lián)軸器上使用的傳動(dòng)螺栓質(zhì)量互相不等。

這些原因都會(huì)造成振動(dòng)。

四、引起離心泵振動(dòng)原因——水泵自身因素

葉輪旋轉(zhuǎn)時(shí)產(chǎn)生的非對(duì)稱(chēng)壓力場(chǎng)；

吸水池和進(jìn)水管渦流；

葉輪內(nèi)部以及渦殼、導(dǎo)流葉片漩渦的發(fā)生及消失；

閥門(mén)半開(kāi)造成漩渦產(chǎn)生的振動(dòng)；

由于葉輪葉片數(shù)有限而導(dǎo)致出口壓力分布不均；

葉輪內(nèi)的脫流、喘振；

流道內(nèi)的脈動(dòng)壓力、汽蝕；

水在泵體中流動(dòng)，對(duì)泵體會(huì)有摩擦和沖擊，如水流撞擊隔舌和導(dǎo)流葉片的前緣造成振動(dòng)；

輸送高溫水的鍋爐給水泵易發(fā)生汽蝕振動(dòng)；

泵體內(nèi)壓力脈動(dòng)，主要是泵葉輪密封環(huán)，泵體密封環(huán)的間隙過(guò)大，造成泵體內(nèi)泄漏損失大，回流嚴(yán)重，進(jìn)而造成轉(zhuǎn)子軸向力的不平衡和壓力脈動(dòng)，會(huì)增強(qiáng)振動(dòng)。

另外，對(duì)于輸送熱水的熱水泵，如果啟動(dòng)前泵的預(yù)熱不均或者水泵滑動(dòng)銷(xiāo)軸系統(tǒng)的工作不正常造成泵組的熱膨脹，會(huì)誘發(fā)啟動(dòng)階段的劇烈振動(dòng)；

泵體來(lái)自熱膨脹等方面的內(nèi)應(yīng)力不能釋放，則會(huì)引起轉(zhuǎn)軸支撐系統(tǒng)剛度的變化，當(dāng)變化后的剛度與系統(tǒng)角頻率成整倍數(shù)關(guān)系時(shí)，就會(huì)發(fā)生共振。

五、引起離心泵振動(dòng)原因——電機(jī)

電機(jī)結(jié)構(gòu)件松動(dòng)、軸承定位裝置松動(dòng)、鐵芯硅鋼片過(guò)松、軸承因磨損導(dǎo)致支撐剛度下降，會(huì)引起振動(dòng)。質(zhì)量偏心，轉(zhuǎn)子彎曲或質(zhì)量分布問(wèn)題導(dǎo)致的轉(zhuǎn)子質(zhì)量分布不均，造成靜、動(dòng)平衡量超標(biāo)。

另外，鼠籠式電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子的鼠籠籠條有斷裂，會(huì)造成轉(zhuǎn)子所受的磁場(chǎng)力和轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)慣性力不平衡會(huì)引起振動(dòng)；電機(jī)缺相，各相電源不平衡等原因也能引起振動(dòng)。電機(jī)定子繞組由于安裝工序的操作質(zhì)量問(wèn)題，造成各相繞組之間的電阻不平衡，因而導(dǎo)致產(chǎn)生的磁場(chǎng)不均勻，產(chǎn)生了不平衡的電磁力，這種電磁力成為激振力引發(fā)振動(dòng)。

六、引起離心泵振動(dòng)原因——水泵選型和變工況運(yùn)行

每臺(tái)泵都有自己的額定工況點(diǎn)，實(shí)際的運(yùn)行工況與設(shè)計(jì)工況是否符合，對(duì)泵的動(dòng)力學(xué)穩(wěn)定性有重要的影響。水泵在設(shè)計(jì)工況下運(yùn)行會(huì)比較穩(wěn)定，但在變工況下運(yùn)行時(shí)，由于葉輪中產(chǎn)生徑向力的作用，振動(dòng)有所加大；或者單泵選型不當(dāng)及兩種型號(hào)不匹配的泵并聯(lián)，這些都會(huì)造成泵的振動(dòng)。

七、引起離心泵振動(dòng)原因——軸承及潤(rùn)滑

軸承的剛度太低會(huì)造成臨界轉(zhuǎn)速降低，引起振動(dòng)。另外，導(dǎo)軸承性能不良導(dǎo)致耐磨性差、固定不好、軸瓦間隙過(guò)大，也容易造成振動(dòng)。

推力軸承和其他的滾動(dòng)軸承的磨損，會(huì)使軸的縱向竄動(dòng)振動(dòng)以及彎曲振動(dòng)同時(shí)加劇。潤(rùn)滑油選型不當(dāng)、變質(zhì)、雜質(zhì)含量超標(biāo)及潤(rùn)滑管道不暢而導(dǎo)致的潤(rùn)滑故障，都會(huì)造成軸承工況惡化，引發(fā)振動(dòng)。電動(dòng)機(jī)滑動(dòng)軸承油膜的自激也會(huì)產(chǎn)生振動(dòng)。

八、引起離心泵振動(dòng)原因——管道及其安裝固定

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(jī)的對(duì)中性破壞；

管道在安裝過(guò)程中較勁太大，進(jìn)出口管路與泵連接時(shí)內(nèi)應(yīng)力大；

進(jìn)、出口管線(xiàn)松動(dòng)，約束剛度下降甚至失效；

出口流道部分全部斷裂，碎片卡入葉輪；

管路不暢，如出水口有氣囊；

出水閥門(mén)掉板，或沒(méi)有開(kāi)啟；

進(jìn)水口有進(jìn)氣，流場(chǎng)不均，壓力波動(dòng)。

這些原因都會(huì)直接或間接導(dǎo)致泵和管路的振動(dòng)。

九、引起離心泵振動(dòng)原因——零部件間的配合

電機(jī)軸和泵軸同心度超差；

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

動(dòng)、靜零部件之間（如葉輪毅和口環(huán)之間）設(shè)計(jì)間隙的磨損變大；

中間軸承支架與泵筒體間隙超標(biāo)；

密封圈間隙不合適，造成了不平衡；

密封環(huán)周?chē)拈g隙不均勻，比如口環(huán)未入槽或者隔板未入槽。

這些不利因素都能造成振動(dòng)。

十、引起離心泵振動(dòng)原因——葉輪

離心泵葉輪質(zhì)量偏心。葉輪制造過(guò)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(dǎo)致葉輪產(chǎn)生偏心。離心泵葉輪的葉片數(shù)、出口角、包角、喉部隔舌與葉輪出口邊的徑向距離是否合適等。都會(huì)使用中葉輪口環(huán)與離心泵的泵體口環(huán)之間、級(jí)間襯套與隔板襯套之間，由最初的碰摩，逐漸變成機(jī)械摩擦磨損，這些情況都會(huì)加劇離心泵的振動(dòng)。

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