浅论离心泵振动原因与其处理

2015-12-21周湘君

中国新技术新产品 2015年22期

关键词：汽蚀离心泵叶轮

周湘君

（武汉大学动力与机械学院，湖北武汉 430072）

浅论离心泵振动原因与其处理

周湘君

（武汉大学动力与机械学院，湖北武汉 430072）

离心泵是工厂生产中常用的设备之一，在流体输送中发挥着重要作用，但是在离心泵的使用过程中经常会出现故障问题，严重影响工作效率，离心泵的振动是最为常见的故障之一，由于造成离心泵振动的原因较多，因此离心泵振动处理要全面了解振动原因，有针对性地制定处理策略。本文分析了离心泵振动的原因，并提出了相应的处理方法。

离心泵振动；原因；处理方法

1 离心泵振动的原因分析

通常而言，造成离心泵振动的原因有机械原因、水利学原因，主要体现在机组不正、轴承不对正、不见缺陷等，而水利学振动主要是离心泵汽蚀引起的，不同原因造成的振动特点不同，以下分两点来分析振动原因：

1.1 机械方面原因

1.1.1 转子质量分布不均匀

转子质量分布不均匀容易造成轴承不平衡，当离心泵启动时，轴承受力不对称就会发生小幅度的振动，随着转速的增大，超过额定的数值后，振幅就会显著增大。部分离心泵由于使用年限过长，其叶轮和轴承转动零件老化严重，或者离心泵内部出现磨损或者腐蚀，这些原因都造成转子的质量出现不对称，从而造成离心泵的振动故障。转子质量分布不均匀造成的振动故障破坏性较大，因此对这类故障通常要及时更换转子，进行下一步的平衡性检验校正，彻底消除振动源。

1.1.2 离心泵机组中心不正

离心泵的机组是其动力构件，如果机组中心不正，在转动过程中会出现机组振动，并随着负荷增大，振动幅度和振动频率会逐渐增强。造成机组中心不正的原因有：离心泵质量较差，部分离心泵机组做工质量较差，在安装过程中位置校正不正确；轴承磨损或者前后轴瓦不对称也是离心泵振动的原因。对于机组中心不正造成的振动，要严格检测离心泵的运行参数，并进行离心泵性能的调配，消除机组振动发生。

1.1.3 联轴器不对正

联轴器是离心泵中的重要部件，在离心泵安装过程中，如果联轴器不同心或连接螺栓对应精度不足，就造成原动机轴承和离心泵轴承不在同一个水平线上，当离心泵启动时，就会出现振动故障。联轴器不对正，在离心泵运行初期不会出现明显的振动，经过一段时间的运行后，地脚螺栓松动垫板移位或基础下沉等原因，使泵中心偏移也会引起振动。

1.1.4 支撑部件出现问题

支撑部件的工作是维持泵运行的稳定性，避免由于地基下沉等原因影响离心泵的运行效率，当支撑部件出现刚性不足、紧固构件松动时，会造成离心泵出现位置偏移，一旦离心泵运行，位移偏差就会越来越大，最终导致离心泵出现机身振动。当离心泵出现振动时，如果泵的地脚不稳定或者是安装不牢固，离心泵自身振动和基础就产生一致性的共振，从而增大了振动的破坏性。通常采用支撑部件加固的方式来提高其稳定性，或者增大地基重量和牢固性来消除共振。

1.1.5 离心泵润滑不足

离心泵在运行过程中，其轴承和机组部件之间的摩擦力较大，长时间地高速运转产生高温会使部件之间的润滑油挥发，因此要定期进行润滑油的涂抹来消除摩擦阻力，减少零部件之间的摩擦损耗，但是部分离心泵的润滑保养工作不到位，造成离心泵关键机组的润滑度不足，长期运行会造成部件磨损，使得部件出现质量不均匀现象，甚至会造成轴承间隙过大，零部件之间油膜破坏，从而造成振动故障越来越明显，并伴随抖动和声响。

1.2 水力学方面原因

水力学方面的原因主要有两种：①离心泵的汽蚀现象，离心泵的工作原理是通过叶轮的高速运行在泵体内形成负压，在负压的作用下液体会自动吸引到泵体内，从而完成流体的运输。当叶轮吸入的流体有气泡存在时，进入到泵体的负压环境下，其压力突然增大会使液体迅速气化形成小气泡，这些小气泡对叶轮造成破坏，从而造成叶轮振动。汽蚀现象引发的离心泵振动是最为常见的故障之一，尤其是在大流量的液体运输中，汽蚀现象会产生巨大的振动噪音；②流量过低引发离心泵振动，当离心泵的输送流量小于设计最小流量时，会造成泵体内的始终不能维持饱和流量运行，压力忽高忽低从而造成管路的剧烈振动，同时部分液体会发生汽化现象，加剧汽蚀现象的破坏性。

2 离心泵振动处理方法

2.1 离心泵的设计与安装

科学的离心泵设计和安装可以消除潜在的安全隐患，维持离心泵的正常运行，减少震动的发生。因此相关的设计人员和维修人员应做好以下几个方面：①对离心泵的转子进行平衡性检测，通过平衡实验来验证转子的平衡性，确保转子的对称性运行；②正确计算离心泵的临界转述，避开离心泵的临界转数，减少汽蚀现象的发生，尤其是对大流量、长管路的运输工程，要采用正压进泵；③合理规划管路安装，管路安装要考虑其热胀冷缩，消除管路的热应力效应，同时要作好泵体支撑部件的固定工作，避免离心泵和固定地基发生共振现象，减少离心泵振动的危害性；④在离心泵的安装中，检查其叶轮是否有腐蚀现象、轴承之间的间隙是否合适，避免有质量问题的离心泵用到工程中，同时要重点检查电机和泵体的联轴器是否对正，必要时进行人为的适当调整。

2.2 离心泵的维护

离心泵的定期维护至关重要，维护人员要设计巡检表，通过表面检查、声音检查、性能检查来判断离心泵的运行状态是否正常。同时检查离心泵机组是否出现螺栓松动、弹性胶圈损坏、平衡管发热、密封圈渗漏的不良现象，一旦出现故障要及时处理，避免故障的进一步严重化。再者工作人员要定期进行离心泵的润滑和清洗，避免长期运行出现机械损伤，也防止腐蚀性物质对泵壳的破坏。