离心泵振动常见原因分析及预防措施

2020-11-26俞海江

商品与质量 2020年39期

俞海江

中卫市沙坡头区南山台电灌站宁夏中卫 755000

目前看来，离心泵为输水系统提供了无法代替的功能。为保障这一设备的安全高效，也为了离心泵装配和维护工作的各种投入，需要探究离心泵振动常见原因，综合考量其预防措施。离心泵振动作为一种较为常见的机械故障，往往有着较为复杂的成因，所以工厂内部的技术人员需要不断积累经验和相关专业知识，制定出综合的预防措施。

1 离心式水泵概述

离心式水泵也被称为“离心泵”，同时也可以叫作“离心式抽水机”。它是一种利用水的离心运动的抽水机械。其由泵壳，叶轮和泵轴以及泵架等部分组成。其运行的原理基本上是先在泵里灌满水，随后转动叶轮使其旋转起来进而带动泵里的水进行高速的旋转运动，这个时候水在设备内所做的便是离心运动。在运动的整个过程中，水将会向外甩出同时进入水管之中。当水进入水管以后，叶轮附近的压强也会随之减少，进而在转轴的附近形成一个低压区。由于低压区的气压比大气压低很多，故而在外面的水将会在气压的作用下从水管进入到泵内，之后再通过叶轮的高速旋转被甩出，从而形成一整个循环[1]。

2 离心水泵产生振动的原因

2.1 机械方面的原因

作为一种机械设备，机械内部任何一种细微的原因都可能导致整个机械设备出现状况。离心式水泵的构造十分的复杂，内部的零件也较多。在设备运行的过程中，内部转动的各个部件同设备外部处于静止的各个部件之间很容易发生碰撞和摩擦。一般情况下，多级离心泵的级数多，泵轴长，如果泵轴的硬度以及刚度不够，那么在设备运行的过程中，其强大的偏心力将会使得泵轴发生变形，进而产生振动造成破坏等。其次，如果泵运行的过程中振动发生在转子部件同定子的运转处，那么便说明了支撑其运转的轴承体出现了问题。

2.2 汽蚀引起的振动问题

在进行水泵安装的时候，对于安装的高度需要进行较为精准的确定。在装置的时候，有效汽蚀余量必须大于泵的最小必须汽蚀余量。在安装的时候，可以适当加大进水管直径，对进水管的长度相对应的减少，减少管路附件，对于通流部分断面的变化率要求降到最小。在设计进水流道的时候，要求平滑和合理，可以使得进水叶轮的水流速度和压力，防止出现局部低压区。同时在设备制造的时候，如果因为质量不过关，如叶轮的叶片型线不准确造成的局部流量过大，那么产生的压降也会过多，倒灌高度将会不准确。此外，进水管路水头出现磨损的状况也容易引起振动的问题。

3 离心水泵振动的消除措施

3.1 根据指导，合理安装离心水泵

首先，要保证离心水泵连接的稳固性，通过测试保证离心水泵安装不存在漏水、进气问题。其次，还需要根据实际使用情况来合理加大进水管径。在条件允许情况下，尽可能保证进水管径大于泵进口，要尽可能减少管路附件、弯头数目，并加大弯道转弯角度，保证整个进水管路无凸起。最后，还需要减少水泵进口直接安装弯管的情况，从而有效避免流速不均匀，且不会对抽水效率产生影响。尤其是应用的离心水泵为双吸泵时，如果不能保证双面均匀进水，就很有可能产生轴向力波动，从而引起振动。因此，最好保证离心水泵的吸水口前安装长度为水管直径三倍的直管或者是锥管[2]。

3.2 保证各零部件安装的合理性

离心水泵运行中，一旦其中某一零部件安装不合理或者是出现松动，都很有可能会导致离心水泵产生振动。因此，就需要保证各个零部件安装的合理性。首先，在安装转动轴之前需要对水泵轴、电机轴是否存在弯曲变形、质量偏心的情况进行检测。如果存在上述情况就必须对其进行矫正或二次加工后再安装。在检测轴的时候，必须满足设计的尺寸精度和几何形状精度，严格控制相互位置精度、面粗糙度等技术指标。其次，在安装叶轮前，必须保证其体内质量均匀分布，否则就会因为质心偏离回转轴线造成不平衡的问题。这就要求相关的工作人员必须对叶轮做动、静实验，保障其平衡性符合要求之后再安装。再次，安装联轴器的时候需要保证螺栓间距良好、各弹性体完好无破损且无质量偏心的情况，如果发现联轴器内孔与轴的配合过松，就可以通过喷涂的方式来减小联轴器内径直至其达到过渡配合所要求的尺寸，然后再进行安装。最后，在安装轴承的时候，需要使轴承保持合理的轴承游隙，这可以有效改善轴承部件的工作性能和寿命。必须保证轴承安装过程中滚动轴承工作状态下间隙合理，这样可以有效减少轴承中心线漂移和轴向窜动问题，也避免了振动。

3.3 有效控制汽蚀对离心水泵的影响

首先，要保证安装高度的准确性，且必须符合水泵参数要求。如果是卧式离心泵则要求该泵的安装高度为泵轴中心线至吸液池液面的垂直距离。如果是立式离心泵则要求该泵的安装高度为叶轮进口边中心线至吸液池液面的垂直距离。其次，根据现场工况合理选用和调整水泵参数，避免偏大流量运行，导致泵进口处流速过快，进口压力低于汽化压力水泵汽蚀振动。再次，可以选用一些大进口直径、大进口宽度甚至是双吸叶轮，从而有效降低泵进口处流速，提高泵进口压力，避免汽蚀发生。最后，还要尽可能采用抗汽蚀材料。如果受到使用条件限制，在使用中不能避免汽蚀现象出现，就需要应用抗汽蚀性能好的材料，从而延长叶轮的使用寿命[3]。