有关水泵运行故障诊断与其排除研究

蒋忠根　梁红

摘 要：本文首先对水泵机械方面的三种故障进行了探讨，即转子不平衡、转子不对中以及支座连接松动等，然后对水力方面的故障进行了分析，并针对上述一系列问题提出了相应的处理方法。以期为水泵在实际生产中的应用及后期运行和维护提供指导。

关键词：水泵；故障诊断；处理方法

1.引言

水泵作为一种重要的基本辅助设备，其良好运行对企业有着不可忽视的作用。然而，随着水泵的广泛应用以及水泵的种类越来越多，其运行故障也随之增加。因此，在此背景下，本文针对水泵在运行过程中常出现的故障进行详细的探析，并提出了相应的解决方法，以期为后期水泵良好运行提供经验参考。

2. 水泵运行故障分析

2.1 机械方面的故障分析

2.1.1 转子不平衡

水泵转子不平衡是水泵在运行时经常出现的故障之一，其可以分为以下两种故障状态：第一种是转子部件缺损；第二种是转子质量偏心。转子部件缺损是指水泵转子在长期的运转过程中由于转子受到疲劳应力的长期作用以及转子自身的腐蚀、脱落等方面的影响，导致水泵的有关零部件（如叶片以及叶轮等）局部或整体受到破坏，从而使转子产生不平衡，最终使水泵发生异常振动。转子质量偏心是指由于水泵结构设计不当，材质使用不当以及加工制造误差所导致的一种故障。

水泵转子不平衡主要有以下振动特征：

（1）转子轴心运动轨迹出现椭圆形状；

（2）转子不平衡时，其水泵具有较强的振动，从而影响工作转速；

（3）转子有关部件发生损坏时，其质量偏心的矢量域发生急剧变化；

（4）当运行转速处于某个定位时，其相位相对稳定。

2.1.2 转子不对中

转子不对中故障是水泵中常见的故障之一，其主要是由于水泵中心轴与电机中心轴不处于同一条直线上，从而使水泵中心轴线与电机中心轴线形成一定角度，最终导致转子的不对中。转子不对中通常情况下，可以分为以下三种：第一种是角度不对中；第二种是平行不对中；第三种是平行角度不对中。

角度不对中容易使电机与水泵之间的联轴器产生一个弯矩，弯矩的作用是尽量缓解电机轴与水泵轴之间的偏角，每当轴旋转一周，其弯矩的作用方向随之改变一次，所以，角度不对中使转子增加了轴向力，从而导致转子在轴向产生振动。

在平行不对中时，转子的轴线之间产生相应的径向位移，通过运动学分析可知，水泵与电机之间的联轴器转动频率是转子旋转频率的两倍。因此，当转子快速旋转时，将产生较大的离心力，从而使转子产生相应的径向振动。

在平行角度不对中时，转子轴线之间不仅存在径向位移，同时还存在偏角位移，从而使转子既产生径向振动，同时又产生轴向振动。

转子不对中故障主要有以下特征：

（1）转子不对中时，轴承的支承荷载会发生改变，其油膜压力随之改变，将导致轴承出现油膜失稳。

（2）平行不对中越严重，径向振动越强烈，其两倍基频占比越大。

（3）水泵与电机之间的联轴器不对中时，会产生较大的轴向振动。

2.1.3支座连接松动

支座连接松动容易导致水泵阻抗偏低，从而使水泵在运行过程中产生较大的振动。支座连接松动主要有以下几方面的特征：

（1）支座连接松动时，其水泵振动相对较强烈，且振动强度随着转速的改变较明显，当转速达到某一极值时，振幅将发生急剧的变大或变小。

（2）支座连接松动时，其轴心运动轨迹较为混乱，重心偏移，从而产生两倍频振动，甚至3倍、4倍、5倍以及更高频的振动。

2.2 水力方面的故障分析

2.2.1 水泵汽蝕及喘振

水泵汽蚀是由于水泵入口处压力以及流速的不均匀性，使进出水泵的液体产生压力波动、绕流等现象所引起的一种故障。水泵汽蚀时，会产生较大的冲击力，从而使水泵叶轮被损坏。通常情况下，水泵汽蚀与多方面因素有关，如叶轮的材质，液体流速的均匀性以及运行状况等。

水泵喘振是指液体不稳定运行时以及流量发生相应变化时所产生的一种现象。水泵喘振产生时，伴随产生强烈的振动以及噪声，严重时使水泵无法正常运行。水泵喘振与水泵汽蚀的产生其原理有所差异：喘振发生在液体流量较小的状况下，而汽蚀发生在液体流量较大的状况下；喘振通常是低频振动，而汽蚀是高频振动。

3. 故障处理方法

3.1 机械方面故障处理

机械方面故障主要从以下几方面来处理：

（1）检查水泵及电机之间的联轴器的同轴度，保证其满足相应规范要求。

（2）检查水泵的安装误差，保证其安装精度满足相应规范要求。

（3）水泵及电机的轴承质量是否满足标准要求，轴承是否有磨损，若有将其进行更换；轴承是否具有较好的润滑效果，若润滑效果不佳，注入润滑剂。

（4）对已发生共振现象的水泵，采用加固的方法改善固有频率。

（5）安装水泵时，保证水泵基础牢固，水泵与基础之间连接牢固。

3.2 水力方面故障处理

（1）依据流量以及扬程选用最佳水泵，使水泵保持最佳运行状况。

（2）仔细检查水泵叶轮，防止在叶轮中发生故障。

（3）保持合适的液体流量大小，防止水泵产生汽蚀以及喘振。

（4）调整水泵安装高度，使其达到最佳高度，避免水泵产生水力故障。

4.结语

水泵作为企业的一种通用设备之一，其能稳定运行显得尤其重要。本文对水泵在机械方面以及水力方面的故障进行了详细的探讨。结果表明，水泵故障主要表现在：转子不平衡、转子不对中、支座连接松动以及水泵汽蚀及喘振等方面，并总结了相应的故障处理方法，为后期采用合适的排除故障方法提供了参考。

参考文献

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