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技術(shù)文章/Technical articles
水泵故障排查系列專(zhuān)題二:振動(dòng)異常
2021-10-16 13:51:54泵友圈
水泵的使用壽命離不開(kāi)定期巡檢,巡檢過(guò)程主要是通過(guò)水泵外在的運(yùn)行表現(xiàn)來(lái)判斷水泵情況,從而發(fā)現(xiàn)水泵異常。大多數(shù)異常并非是水泵發(fā)生了不可逆的損傷,如果可以第一時(shí)間診斷故障,進(jìn)行維護(hù),水泵可以恢復(fù)到正常運(yùn)轉(zhuǎn)。



水泵異常主要有以下五種表現(xiàn):


  • 噪聲異常
  • 振動(dòng)異常
  • 性能異常
  • 溫升異常
  • 其他異常


振動(dòng)異常主要是指水泵運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中,水泵通過(guò)連接底座、連接管路傳出非正常的振動(dòng),振動(dòng)通常表現(xiàn)為振幅大或振動(dòng)頻率過(guò)大,可能迫使管路產(chǎn)生共振,并造成管路撞擊相距較近的障礙物,形成噪音。嚴(yán)重時(shí),振動(dòng)可能會(huì)損傷管路或水泵進(jìn)出口,造成系統(tǒng)損壞。常見(jiàn)的振動(dòng)原因歸結(jié)如下:

水泵未固定

除非小功率立式泵,通過(guò)剛性管道連接在系統(tǒng)上,其產(chǎn)生振動(dòng)量較小,并且表現(xiàn)為水平振動(dòng),由管路吸收或承擔(dān)振動(dòng),其余水泵通常都需要做水泵定位。如果水泵缺少有效地定位,則可能造成水泵振動(dòng)加劇。

對(duì)于小功率水泵,用手按壓水泵可以使振動(dòng)減弱,據(jù)此可判定為水泵缺少固定的原因,需要對(duì)水泵與基礎(chǔ)進(jìn)行固定。

值得一提的是,小體量水泵固定方式多采用硬連接方式,若采用螺栓將水泵底腳、橡膠墊片、基礎(chǔ)底座進(jìn)行固定連接時(shí),橡膠墊片由于螺栓的受力而出現(xiàn)極限壓縮,其撓性下降,表現(xiàn)為剛性,無(wú)法提供隔振功能。
共振

共振通常是由于水泵的底座或連接管路剛性較差,使得它們的固有頻率與水泵自身的振動(dòng)頻率相接近,造成水泵運(yùn)行中的振動(dòng)加劇的現(xiàn)象。

這種振動(dòng)有時(shí)會(huì)呈現(xiàn)為隨著水泵開(kāi)啟時(shí)間而逐漸加劇,用手按壓水泵或共振部件,可以降低振動(dòng)。

對(duì)于基礎(chǔ)底座共振的情況,需要加強(qiáng)基礎(chǔ)底座的剛性,或使用減震墊來(lái)隔震。

對(duì)于接口管路共振的情況,需要在水泵出口安裝軟連接,隔絕水泵振動(dòng),并考慮管路支撐。
動(dòng)平衡下降

動(dòng)平衡下降是一種水泵磨損老化的表現(xiàn),通常出現(xiàn)在水泵使用一定年限以后,由于轉(zhuǎn)動(dòng)部件的不平衡量加劇,造成的高速運(yùn)轉(zhuǎn)下出現(xiàn)異常振動(dòng)。

不平衡量加劇的因素可能是軸承失效、葉輪汽蝕損壞、異物進(jìn)入破壞葉輪等原因,這種振動(dòng)通常肉眼可見(jiàn),振動(dòng)幅度較大,若電機(jī)有變頻器控制,降頻后振動(dòng)會(huì)減弱。
水泵故障排查系列專(zhuān)題二:振動(dòng)異常(圖3)
現(xiàn)場(chǎng)維修需要檢查失效點(diǎn)位,更換葉輪或軸承,必要時(shí)需要重新測(cè)定軸跳或動(dòng)平衡,來(lái)保證水泵恢復(fù)正常運(yùn)行。
軸彎曲

軸彎曲多數(shù)表現(xiàn)在泵軸過(guò)長(zhǎng)或帶有聯(lián)軸節(jié)的泵型上,由于軸對(duì)中不良,泵軸持續(xù)承受徑向力,導(dǎo)致泵軸彎曲,進(jìn)而加劇軸承負(fù)載,運(yùn)轉(zhuǎn)中出現(xiàn)振動(dòng)。

需要更換泵軸解決此問(wèn)題,并應(yīng)檢查彎曲原因,消除再次彎曲的隱患。
喘振

喘振的主要誘因在于水系統(tǒng)內(nèi)部,而非機(jī)械結(jié)構(gòu)造成。形成喘振的原因有兩種,一種是水泵性能曲線不合理,存在駝峰,使得一個(gè)系統(tǒng)阻力曲線(恒定揚(yáng)程)與性能曲線產(chǎn)生雙解,造成水泵實(shí)際工況來(lái)回?cái)[動(dòng)。另一種是水泵吸入口存在高位窩氣,無(wú)法通過(guò)水泵對(duì)外排出,高位窩氣會(huì)周期性導(dǎo)致汽蝕,使水泵出現(xiàn)喘振現(xiàn)象。



對(duì)于喘振的系統(tǒng),需要分析如上兩種問(wèn)題,多數(shù)情況下水泵不會(huì)有駝峰曲線,需要消除入口高點(diǎn),避免高位窩氣。
紊流

紊流多出現(xiàn)于水泵吸入口位置,由于入口距離彎頭較近,缺少直管段,安裝不規(guī)范造成。水流經(jīng)彎頭時(shí)會(huì)產(chǎn)生混亂流動(dòng),這種流動(dòng)狀態(tài)通常需要一定長(zhǎng)的直管段來(lái)消除,若彎頭與水泵吸入口相距較近,紊流狀態(tài)的水直接進(jìn)入葉輪吸入口,造成葉輪受力不平衡,引發(fā)水泵振動(dòng)。

有條件的情況下需要延長(zhǎng)彎頭到泵吸入口的距離,至少保證3倍管徑長(zhǎng)度的直管段,若是在沒(méi)有空間調(diào)整,可以考慮在彎頭內(nèi)部焊接軸向隔板,減弱紊流現(xiàn)象。



Pentax的CH和CS臥式離心泵采用了電機(jī)加長(zhǎng)軸設(shè)計(jì),提高了軸跳精度;對(duì)葉輪做了G6.3級(jí)動(dòng)平衡,降低葉輪負(fù)載;并根據(jù)葉輪動(dòng)載荷嚴(yán)格校核了軸強(qiáng)度和軸承負(fù)載,降低運(yùn)行疲勞,使其在連續(xù)運(yùn)行的系統(tǒng)下有著出色的壽命表現(xiàn)。


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