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离心泵的振动分析? 以下内容摘自:黄春芳《石油管道输送技术》,中国石化出版社2008年8月出版,相信看了此贴,您的问题已经解决。 如何处理与预防震动和其他故障处理请看原书。 第十一节 输油泵机组的故障处理 一、离心泵的振动和噪音 (一)振动 机器振动可降低零件的使用寿命,它会导致过早的损坏轴、轴承、密封等,严重时拔断地脚螺栓,震裂出入口接管或震断出入口法兰螺桂,甚至使阀门回转并危及周围的机器和建筑,离心泵的转数很高,振动是个严重的问题,必须引起足够的重视。 引起机泵振动的原因很多,一般情况下,离心泵的振动有机械的原因,还可能是由水力学方面的原因产生的。 1.由机械原因产生的振动: 转子质量不平衡是其中最常见的原因之一。另外机组中心不正,动静部分摩擦,支承部件缺陷、润滑不正常等都会产生振动。 (1)由转子质量不均匀所引起的振动,其特点是在两轴承处发生较大振动,当转速上升接近额定值时,振幅增加很快。离心泵的叶轮或轴等转动零件经过长期运转以后,由于磨损和腐蚀以及局部损坏成堵塞异物等原因,均可造成转子的质量不平衡,在旋转时由此而引起振动,甚至是破坏性的振动。其振动频率和转数一致,而振幅与负荷,吸入压头大小无关,仅随转速变化而变化。在转动轴的振动中,这是最常见的。在泵检修时,特别是更换转动部件以后,要重新做平衡试验,进行校正。达到平衡,才能消除振动。作为检查的方法,对低速泵只须做静平衡试验,而对现代高速泵,如有的高达4000 r/min~7000r/min,必须做动平衡试验。允许的振动极限值随泵的型式,圆周速度不同而不同。 (2)当机组中心不正时,振动随负荷增加,有时还会发生突然的变化。中心不正的原因是很多的,诸如机械加工质量不好,安装找正不好,在吸、压水管上承受过载负荷,轴承磨损或前后轴瓦不同心都会引起泵的振动。此时不能用配重方法,如用配重方法,则振动加剧。 (3)联轴节对正不良引起的振动 在的安装过程中,如联轴器不同心、联轴器(对轮)的螺栓配合不良、接合面的平行度达不到要求(机械加工精度差或安装不合要求),或者由于找正不准确,原动机轴和离心泵轴不在一条直线上,当泵运转时必然引起振动。或者泵开始时不振动,但经过一段时间的运转由于地脚螺栓松动垫板位移,或基础下沉等原因,使泵中心偏移也要引起振动。如果原动机单独运行时不振动,而把联轴器接上去就出现振动的话,首先应该怀疑的是定心不良。 对于输送高温液体的泵,内于热膨胀使原动机一侧的联轴器在运转中摇动,或者由于泵的联接管路的重量、热膨胀、联接法兰不对中心,使泵与原动机的对中变动,也必然引起泵的振动。法兰形弹性联轴器的橡皮圈配合不均匀,也产生震动。 (4)当支承部件有缺陷时(如基础刚性不够,紧固件松动等),振动在空负荷时就发生,而且振幅不稳定。这是由于管路支撑不牢,支架不稳,引起振颤。泵的地脚不牢不平稳,基础不坚固,造成泵机开动时,机身振动摇晃。或者由于基础太轻安装不牢固,当泵本身的振动和基础的振动频率一致时,就要引起共振,形成很强烈的振动。这种情况只有增大基础的重量和牢固性,才能消除共振。 如果轴向振动不是由于质量不均匀所致,则这种振动是由前轴承座刚度下降所造成的。 (5)当润滑不正常。轴承间隙大、油膜被破坏时振动值随运转情况的改变而变化。而且振动时机件有不正常的抖动与响声。 (6)当转子与机壳发生摩擦时,一般是由于泵轴弯曲,叶轮擦到泵壳发生噪声,或新修的泵口环密封安装不好造成的。振动一般表现在在碰擦处附近,在机器将停止转动时,容易听到摩擦声音。 (7)转速不均匀 内燃机和燃气轮机带动的离心泵因为发动机由于断续的气缸爆炸冲击,转速会有变化,虽然用飞轮可以缓和,但是要完全没有是不可能的。 2.由于水力方面的原因产生的振动 离心泵在运行中产生振动及噪音是比较普遍的问题。产生振动的原因很多。现将振动的原因分别叙述如下: (1)汽蚀 =当叶轮吸进的液体有汽泡时,在叶轮离心力的作用下,由于压力突然增高使汽泡骤然液化,叶轮产生振动,并且造成噪音。汽蚀将引起泵体剧烈振动,井随之发生噪音。这种振动频率高达600~25000周上下,对现代输油泵来说,其圆周速度很高,所以汽蚀引起的振动问题更为突出,必须引起重视。 (2)在低于最小流量下所发生的振动 离心泵在低于设计最小流量下运行时,将会发生不稳定工况,流量忽大忽小,压力忽高忽低,不断发生相当激烈的波动,并且导致管路的剧烈振动,随之发出喘气一样的噪音,这时可能造成严重后果。这种振动的频率大约为1/10周~10周。离心泵在低于最小流量下运行,自然要发生汽化。鉴于上述情况,离心泵在运行时不应低于所规定的最小流量。通常输油泵的最小流量应在额定流量的20%以上。 (2)喘振 带驼峰型性能曲线的离心泵在运行的过程中,当流量低于驼峰曲线最高点对应的流量时,泵排出液体将发生用期性的变化,呈现喘息状态,使泵运转不稳定,这种现象称为“喘振”。喘振和汽蚀不同,汽蚀在大流量时发生,而喘振是在小流量的情况下发生。即在泵的特性曲线倾斜上升的一段内发生。喘振多数是在泵的输出管路上有气囊或装有孔板流量计时发生。 (3)泵壳内液体压力不平衡引起振动 对蜗形泵壳的离心泵, 每当转子叶片通过蜗形外壳开始卷曲的地方或导叶的前端附近时则产生水压力的变动,由于叶轮出口压力分布不均匀,液体对叶轮的反作用力也不均匀。因此,在叶轮转动时因圆周处的作用力不均匀,使叶轮和轴产生振动和噪音。振动频率为叶轮叶片数乘以转速或其倍数。把叶轮外缘和开始卷曲处的距离拉大,能够缓和压力脉动并减小振幅。 (4)临界转数引起振动 离心泵轴的转数与转子的固有振动频率相同时,就要发生激烈的共振。这个转数称为“临界转数”。在设计泵时要避开临界转数,消除共振。泵内液体和填料函中的填料对转子都有限振作用,使转子振动减弱。 (5)油膜震荡引起的振动 对于高速离心泵的滑动轴承,在运行中必然有一个偏心度。当轴径在运转中失去稳定后,轴径不仅围绕自己的中心高速旋转,而且轴颈中心本身还将绕一个平衡点涡动,涡动的方向与转子转动的方向相同。轴颈中心的涡动频率约等于转速的一半,所以称为半速涡动。如果在运行中半速涡动的频率恰好等于转子的临界转数,则半速涡动的振幅因共振而急剧增大。这时转子除半速涡动外,还受到突来突去,忽大忽小的频发性瞬时抖动,这种现象就是油膜震荡。特别是轴的转动速度达到临界转速的2倍以上时,会发生强烈的振动。至于滚动轴承,则不发生这种振动。作为防止措施,或者把轴承的宽度做狭些或者通过改变油槽而改变轴承内的油压分布等。在设计时尽可能使使轴的临界转速在转速的1/2以上。还可对轴承选择适当的长径比和合理的油楔布置方案,以提高轴颈在轴承内的相对偏心度,增大稳定区,避免在工况变动时出现油膜振荡。 (6)摩擦自激振动 由于某种原因泵轴发生弯曲,使转动部分触到衬圈或轴瓦,接触点的摩擦力就对轴有阻碍作用。作用的方向和轴的转动方向相反,有时使轴剧烈偏转。这时的振动频率和转速没有直接的关系,是自激振动的一个方面,必须查明固体接触的原因加以排除。 此外,原动机产生的振动自然对泵也有影响,关于原动机的振动问题,可参考有关专业书籍。但无论用什么原动机带动离心泵,在联接泵之前都要对原动机做无负荷运转,确定其振动状态。特别是对汽轮机,单独运转时要使转数缓慢上升,进行定速及越速实验。验定不会发生振动问题以后,再和离心泵直接联接。 离心泵产生振动除了以上列举的原因以外,还有其它很多因素的影响。这里仅列出产生振动的一些主要因素供工作中参考。查看更多
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简介
职业:常州菲纳斯能源科技有限公司 - 工程设计
学校:洛阳理工学院 - 环境工程与化学系
地区:吉林省
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