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水泵振動的消除方法
從水泵的水力、機械結(jié)構(gòu)設(shè)計,到泵的安裝、運行、維護等方面幾提出了減輕泵振動的措施。保證泵零部件結(jié)構(gòu)尺寸、精度與泵的無過載性能等水力特性相適應(yīng);保證泵的實際運行工況點與泵的設(shè)計工況點吻合;保證加工精度與設(shè)計精度的一致性;保證零部件安裝質(zhì)量與其運行要求的一致性;保證檢修質(zhì)量與零部件磨損規(guī)律的一致性,可以減輕泵的振動
發(fā)布時間:
2023-06-16 10:55
從水泵的水力、機械結(jié)構(gòu)設(shè)計,到泵的安裝、運行、維護等方面幾提出了減輕泵振動的措施。保證泵零部件結(jié)構(gòu)尺寸、精度與泵的無過載性能等水力特性相適應(yīng);保證泵的實際運行工況點與泵的設(shè)計工況點吻合;保證加工精度與設(shè)計精度的一致性;保證零部件安裝質(zhì)量與其運行要求的一致性,保證檢修質(zhì)量與零部件磨損規(guī)律的一致性,可以減輕泵的振動。
消除水泵振動的方法
從設(shè)計制造環(huán)節(jié)消除振動
1.機械結(jié)構(gòu)設(shè)計方面注意的問題
1)軸的設(shè)計。增加傳動軸支撐軸承的數(shù)目,減小支撐間距,在適當范圍內(nèi)減小軸長,適當加大軸的直徑,增加軸的剛度;當泵軸轉(zhuǎn)速逐漸增加并接近或整數(shù)倍于泵轉(zhuǎn)子的固有振動頻率時,泵就會猛烈振動起來,所以在設(shè)計時,應(yīng)使傳動軸的固有頻率避開電機轉(zhuǎn)子角頻率;提高軸的制造質(zhì)量,防止質(zhì)量偏心和過大的形位公差。
2)滑動軸承的選擇。采用無須潤滑的滑動軸承;在液態(tài)烴等化工泵中,滑動軸承材料應(yīng)采用具有良好自潤滑性能的材料,比如聚四氟乙烯;在深井熱水泵中,導(dǎo)流襯套選擇填充聚四氟乙烯、石墨和銅粉的材質(zhì),并合理設(shè)計其結(jié)構(gòu),使滑動軸承的固定可靠;葉輪密封環(huán)和泵體密封環(huán)處采用摩擦因數(shù)小的摩擦副,比如M20lK石墨材料一鋼;限制最高轉(zhuǎn)速;提高軸瓦承載能力及軸承座的剛度。
3)使用應(yīng)力釋放系統(tǒng)。對于輸送熱水的泵,設(shè)計時,應(yīng)使由泵體變形而引起的連接件之間的結(jié)構(gòu)應(yīng)力得以釋放,比如在泵體地腳螺栓上面增加螺栓套,避免泵體直接和剛度很大的基礎(chǔ)接觸。
2.水泵的水力設(shè)計注意事項
1)合理地設(shè)計水泵葉輪及流道,使葉輪內(nèi)少發(fā)生汽蝕和脫流;合理選擇葉片數(shù)、葉片出口角、葉片寬度、葉片出口排擠系數(shù)等參數(shù),消除揚程曲線駝峰;泵葉輪出口與蝸殼隔舌的距離,有資料認為該值為葉輪外徑的十分之一時,脈動壓力最小;把葉片的出口邊緣做出傾角(比如做成20。左右),來減小沖擊;保證葉輪與蝸殼之間的間隙;提高泵的工作效率。同時,對泵的出水流道等相關(guān)流道進行優(yōu)化設(shè)計,減少水力損失引起的振動。合理設(shè)計各種泵的進水段處的吸入室,以及壓縮級的機械結(jié)構(gòu),減少壓力脈沖,可以保證流場穩(wěn)定,提高泵的工作效率,減小能量損失,也可以提高泵的振動動態(tài)性能的穩(wěn)定性。
2)汽蝕振動是泵振動的很重要的一部分。當泵的人口壓力低于相應(yīng)水溫下的和壓力時,會發(fā)生伴隨劇烈振動的汽蝕。減小汽蝕的措施包括:確定水泵的安裝高度時,使裝置的有效汽蝕余量大于泵的最小裝置汽蝕余量;適當加大進水管直徑,縮短進水管長度,減少管路附件,通流部分斷面變化率力求最小,提高管壁的粗糙度;減少彎頭數(shù)目和加大管道轉(zhuǎn)彎角度;降低水泵的工作轉(zhuǎn)速;采用抗空化汽蝕的材料,比如不銹鋼,或在容易發(fā)生汽蝕的部位涂環(huán)氧樹脂;進水流道設(shè)計要合理,力求平滑,使進人葉輪的水流速度和壓力分布均勻,避免局部低壓區(qū);提高制造加工質(zhì)量,避免因為葉片型線不準確造成局部流速過大,壓降過多;提高泵裝置的抗汽蝕性能,包括在泵的進口處設(shè)置水力增能器,增能器的結(jié)構(gòu),提高泵的吸人壓頭,從而提高泵裝置汽蝕余量;增加幾何倒灌高度;盡量減少進水管路水頭損失;采用雙吸式泵。
為了保證吸水管或壓水管內(nèi)無空氣積存,吸水管的任何部分都不能高過水泵的進口。為了減小人水口處的壓力脈動,吸水管路直徑應(yīng)比泵人口直徑大一個尺寸數(shù)量級,以便水流在泵人口處有一定的收縮,使流速分布比較均勻,同時還應(yīng)當在泵人口前有一段直管,直管長度不小于管路直徑的10倍。
注意創(chuàng)造良好進水條件,進水池內(nèi)水流要平穩(wěn)均勻,以消除伴隨卡門渦旋的振動。
3)基礎(chǔ)的設(shè)計?;A(chǔ)的重量應(yīng)為泵和電機等機械重量總合的三倍以上;盛水池的基礎(chǔ)應(yīng)具有相當?shù)膹姸?電機支架與基礎(chǔ)最好做成一體或做成面接觸;在泵和支架之間設(shè)置隔振墊或隔振器。另外,在管路之間采用減振材料連接,減少管路布置,可以消除彈性接觸和水力損失帶來的振動。
3.從安裝和維護過程作為消除水泵振動的方法
1)軸和軸系。安裝前檢查水泵軸、電機軸、傳動軸有沒有彎曲變形、質(zhì)量偏心的情況,若有,則必須矯正或者進一步加工;檢查與導(dǎo)軸承接觸的傳動軸,是否因彎曲而摩擦軸瓦或襯套而使自己受激力。如果監(jiān)測表明,軸實際上已經(jīng)彎曲了,則矯正泵軸。同時,檢查軸的端間隙值,若該值過大,則表明軸承已磨損,需更換軸承。
2)葉輪。動、靜平衡是否合格。
3)聯(lián)軸器。螺栓間距是否良好;彈性柱銷和彈性套圈結(jié)合不能過緊;聯(lián)軸器內(nèi)孔與軸的配合是否過松,若太松,可采用諸如噴涂的方法來減小聯(lián)軸器內(nèi)徑直至其達到過渡配合所要求的尺寸,而后將聯(lián)軸器固定在軸上。
4)滑動軸承。間隙值是否符合標準;各處潤滑是否良好;提高泵的軸瓦檢修工藝水平,嚴格遵循先刮瓦、后研磨、再刮瓦的循環(huán)程序,保證軸瓦與軸頸的接觸面積達到規(guī)定的標準:
?、俦幂S頸與軸承間隙值,通過更換前后軸承、研磨、刮瓦、調(diào)整等手段達到合格。
②泵軸承體與軸承箱球面頂間隙值合格。③泵軸軸承下瓦和泵軸軸頸接觸點及接觸角度:標準規(guī)定下瓦背與軸承座接觸面積應(yīng)在60%以上,軸頸處滑動接觸面上的接觸點密度保持在每平方厘米2一4個點,接觸角度保持在60“一90”。
5)支架和底板。及時發(fā)現(xiàn)有振動的支撐件的疲勞情況,防止因為強度和剛度降低造成固有頻率下降。
6)間隙和易損件。保證電機軸承間隙合適;適當調(diào)整葉輪與渦殼之間的間隙;定期檢查、更換葉輪口環(huán)、泵體口環(huán)、級間襯套、隔板襯套等易磨損零件。
4.由于離心泵選型和操作不當引起的振動
兩泵并聯(lián)應(yīng)保證泵性能相同。泵性能曲線應(yīng)為緩降型為好,不能有駝峰。使用時要注意:消除導(dǎo)致水泵超載的因素,比如流道堵塞;適當延長泵的啟時間,減小對傳動軸的擾動,減小轉(zhuǎn)動部件和靜止零件之間的碰撞和摩擦,以及由此引起的熱變形;對于水潤滑的滑動軸承,啟動過程中應(yīng)加足預(yù)潤滑水,避免干啟動,直至水泵出水后再停止注水;定期向需要注油的軸承適量注油;對于長軸液下離心泵,因為軸系存在著扭轉(zhuǎn)振動,若使用的有推力瓦,則受損傷的主要是推力瓦,這時可以適當提高潤滑油的粘度,防止液體動壓潤滑膜的破壞。最后,為了防止泵的振幅過大,還可以使用測量分析振動狀況來確定水泵的最佳工作參數(shù)。
結(jié)論
泵振動的誘因包括機械的、水力的和電力的原因。
振動控制綜合反映了機械加工工藝、機械安裝人員的操作水平、水泵操作人員的素質(zhì)、水力設(shè)計軟件的功能、各部分材料性能狀況、監(jiān)測儀器的性能。實際工作中,排除振動要結(jié)合經(jīng)驗和理論分析,將振動機理分析和實際檢測儀器得到的數(shù)據(jù)結(jié)合起來。很多振動可以通過提高設(shè)計和安裝質(zhì)量,提高操作水平,加強日常維護予以消除。伴隨著新材料技術(shù)的發(fā)展和新工藝的出現(xiàn),以及電子計算機技術(shù)與數(shù)值方法和流體力學(xué)基礎(chǔ)理論的進步,加上振動噪聲診斷技術(shù)的興起和發(fā)展,水泵的設(shè)計、使用、維護水平必將蒸蒸日上,性能也一定會日趨優(yōu)化,動態(tài)性能也會日趨穩(wěn)定。
該文章來源于 中國泵業(yè)網(wǎng)
水泵,水力,機械結(jié)構(gòu)設(shè)計
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