超标机泵治理与机泵精修

一、机械振动的概念二、离心泵振动标准三、引发泵振动的原因四、机泵精修机械振动是物体(或物体的一部分)在平衡位置（物体静止时的位置）附近作的往复运动。机械振动有不同的分类方法。按产生振动的原因可分为自由振动、受迫振动和自激振动；按振动的规律可分为简谐振动、非谐周期振动和随机振动;按振动系统结构参数的特性可分为线性振动和非线性振动；按振动位移的特征可分为扭转振动和直线振动。自由振动：去掉激励或约束之后，机械系统所出现的振动。振动只靠其弹性恢复力来维持，当有阻尼时振动便逐渐衰减。自由振动的频率只决定于系统本身的物理性质，称为系统的固有频率。受迫振动：机械系统受外界持续激励所产生的振动。简谐激励是最简单的持续激励。受迫振动包含瞬态振动和稳态振动。在振动开始一段时间内所出现的随时间变化的振动，称为瞬态振动。经过短暂时间后，瞬态振动即消失。系统从外界不断地获得能量来补偿阻尼所耗散的能量，因而能够作持续的等幅振动，这种振动的频率与激励频率相同，称为稳态振动。例如，在两端固定的横梁的中部装一个激振器，激振器开动短暂时间后横梁所作的持续等幅振动就是稳态振动，振动的频率与激振器的频率相同。系统受外力或其他输入作用时，其相应的输出量称为响应。当外部激励的频率接近系统的固有频率时，系统的振幅将急剧增加。激励频率等于系统的共振频率时则产生共振。在设计和使用机械时必须防止共振。例如，为了确保旋转机械安全运转，轴的工作转速应处于其各阶临界转速的一定范围之外。自激振动：在非线性振动中，系统只受其本身产生的激励所维持的振动。自激振动系统本身除具有振动元件外,还具有非振荡性的能源、调节环节和反馈环节。因此，不存在外界激励时它也能产生一种稳定的周期振动，维持自激振动的交变力是由运动本身产生的且由反馈和调节环节所控制。振动一停止,此交变力也随之消失。自激振动与初始条件无关，其频率等于或接近于系统的固有频率。如飞机飞行过程中机翼的颤振、机床工作台在滑动导轨上低速移动时的爬行、钟表摆的摆动和琴弦的振动都属于自激振动。振动在机械行业中的应用振动在机械中的应用非常普遍,例如在振动筛分行业中基本原理系借电机轴上下端所安装的重锤（不平蘅重锤），将电机的旋转运动转变为水平、垂直、倾斜的三次元运动，再把这个运动传达给筛面。若改变上下部的重锤的相位角可改变原料的行进方向。泵非旋转件的振动测点应在泵的轴承箱（轴承座）或相当部位，泵的主要测点位置及方向选择如图1和图2所示。图1卧式泵上测取振动读数的位置泵非旋转件的振动测点应在泵的轴承箱（轴承座）或相当部位，泵的主要测点位置及方向选择如图1和图2所示。图2立式泵上测取振动读数的位置评价泵的振动级别按照泵的中心高和转速将泵分为四类，见表1.表1泵的分类卧式泵的中心高规定为由泵的轴线到泵的底座上平面间的距离。立式泵没有中心高，为了评价振动级别，可将立式泵的出口法兰密封面到泵轴线间的投影距离作为中心高。分类中心高/mm≤225＞225-550＞550转速/(r/min)第一类≤1800≤1000-第二类＞1800-4500＞1000-1800＞600-1500第三类＞4500-12000＞1800-4500＞1500-3600第四类-＞4500-12000＞3600-12000泵的振动级别分为A、B、C、D四级，见表2表2泵的振动级别分类其中：A区-新交付使用的泵，应达到的状态或优良状态B区泵可以长期运行或合格状态C区泵尚可短期运行但必须采取相应治理措施D区为泵不允许运行状态1、对于轴承、齿轮等部件的故障诊断，宜采用加速度等高频值做为状态的衡量指标。2、如何看待振动标准。3、我们目前追求的目标。基础未固定，机座螺栓松动；叶轮锁母松动；联轴器对中；主轴弯曲；泵和电机轴承跑外圈，也就是轴承座孔磨损、间隙过大；叶轮中有异物；支架不牢固而引起管道振动；物料黏度太大；吸入管或过滤网堵塞；吸入管伸入液面太浅。泵进口流速和压力分布不均匀，泵进出口工作液体的压力脉动、液体绕流、偏流和脱流，非定额工况以及各种原因引起的水泵汽蚀等。泵启动和停机、阀门启闭、工况改变以及事故紧急停机等动态过渡过程造成的输水管道内压力急剧变化和水锤作用等，也常常导致泵和机组产生振动。电机内部磁力不平衡和其它电气系统的失调，常引起振动和噪音。如异步电动机在运行中，由定转子齿谐波磁通相互作用而产生的定转子间径向交变磁拉力，或大型同步电机在运行中，定转子磁力中心不一致或各个方向上气隙差超过允许偏差值等，都可能引起电机周期性振动并发出噪音。检查方法是检测电机运行时三相是否平衡，检查工频是否稳定。泵进液流道设计不合理或不配套、泵淹没深度不当，以及泵启动和停机顺序不合理等，都会使进液条件恶化，产生漩涡，诱发汽蚀或加重泵振动。采用破坏虹吸真空断流的机泵在启动时，若驼峰段空气挟带困难，形成虹吸时间过长；拍门断流的泵拍门设计不合理，时开时闭，不断撞击拍门座；支撑泵和电机的基础发生不均匀沉陷或基础的刚性较差等原因，也都会导致机泵发生振动。泵不在设计工况下运行：扬程、流量、温度、真空吸上高度等（是存在在气蚀条件）。泵进出口阀未打开或阀芯脱落。介质中夹带空气或其它气体。泵出口管线上存在空气未排尽现象。泵进口漏气。从设计制造环节消除振动1、机械结构设计方面注意的问题1）轴的设计。增加传动轴支撑轴承的数目，减小支撑间距,在适当范围内减小轴长，适当加大轴的直径，增加轴的刚度;当泵轴转速逐渐增加并接近或整数倍于泵转子的固有振动频率时，泵就会猛烈振动起来，所以在设计时，应使传动轴的固有频率避开电机转子角频率;提高轴的制造质量，防止质量偏心和过大的形位公差。从设计制造环节消除振动1、机械结构设计方面注意的问题2）滑动轴承的选择。在液态烃等化工泵中，滑动轴承材料应采用具有良好自润滑性能的材料，比如聚四氟乙烯;在深井热水泵中，导流衬套选择填充聚四氟乙烯、石墨和铜粉的材质，并合理设计其结构，使滑动轴承的固定可靠;叶轮密封环和泵体密封环处采用摩擦因数小的摩擦副，比如M20lK石墨材料一钢;限制最高转速;提高轴瓦承载能力及轴承座的刚度。从设计制造环节消除振动1、机械结构设计方面注意的问题3）使用应力释放系统。对于输送热介质的泵，设计时，应使由泵体变形而引起的连接件之间的结构应力得以释放，比如在泵体地脚螺栓上面增加螺栓套，避免泵体直接和刚度很大的基础接触。从设计制造环节消除振动2.水泵的水力设计注意事项1）合理地设计水泵叶轮及流道，使叶轮内少发生汽蚀和脱流;合理选择叶片数、叶片出口角、叶片宽度、叶片出口排挤系数等参数，消除扬程曲线驼峰;泵叶轮出口与蜗壳隔舌的距离，有资料认为该值为叶轮外径的十分之一时，脉动压力最小;把叶片的出口边缘做出倾角（比如做成20度左右），来减小冲击;保证叶轮与蜗壳之间的间隙;提高泵的工作效率。同时，对泵的出水流道等相关流道进行优化设计，减少水力损失引起的振动。合理设计各种泵的进水段处的吸入室，以及压缩级的机械结构，减少压力脉冲，可以保证流场稳定，提高泵的工作效率，减小能量损失，也可以提高泵的振动动态性能的稳定性。从设计制造环节消除振动2.水泵的水力设计注意事项2）汽蚀振动是泵振动的很重要的一部分。为了保证吸水管或压水管内无空气积存，吸水管的任何部分都不能高过水泵的进口。为了减小入水口处的压力脉动，吸水管路直径应比泵人口直径大一个尺寸数量级，以便水流在泵入口处有一定的收缩，使流速分布比较均匀，同时还应当在泵入口前有一段直管，直管长度不小于管路直径的10倍。注意创造良好进水条件，进水池内水流要平稳均匀，以消除伴随卡门涡旋的振动。从设计制造环节消除振动2.水泵的水力设计注意事项3）基础的设计。基础的重量应为泵和电机等机械重量总合的三倍以上;电机支架与基础最好做成一体或做成面接触;在泵和支架之间设置隔振垫或隔振器。另外，在管路之间采用减振材料连接，减少管路布置，可以消除弹性接触和水力损失带来的振动。从安装和维护过程中消除振动1、轴和轴系。安装前检查水泵轴、电机轴、传动轴有没有弯曲变形、质量偏心的情况，若有，则必须矫正或者进一步加工;检查与导轴承接触的传动轴，是否因弯曲而摩擦轴瓦或衬套而使自己受激力。如果监测表明，轴实际上已经弯曲了，则矫正泵轴。同时，检查轴的端间隙值，若该值过大，则表明轴承已磨损，需更换轴承。从安装和维护过程中消除振动2、叶轮。动、静平衡是否合格。3、联轴器。螺栓间距是否良好。弹性柱销和弹性套圈结合不能过紧;联轴器内孔与轴的配合是否过松，若太松，可采用诸如喷涂的方法来减小联轴器内径直至其达到过渡配合所要求的尺寸，而后将联轴器固定在轴上。从安装和维护过程中消除振动4、滑动轴承。间隙值是否符合标准;各处润滑是否良好;提高泵的轴瓦检修工艺水平，严格遵循先刮瓦、后研磨、再刮瓦的循环程序，保证轴瓦与轴颈的接触面积达到规定的标准：①泵轴颈与轴承间隙值，通过更换前后轴承、研磨、刮瓦、调整等手段达到合格。②泵轴承体与轴承箱球面顶间隙值合格。③泵轴轴承下瓦和泵轴轴颈接触点及接触角度:标准规定下瓦背与轴承座接触面积应在60%以上，轴颈处滑动接触面上的接触点密度保持在每平方厘米2一4个点，接触角度保持在60度一90度。从安装和维护过程中消除振动5、支架和底板。及时发现有振动的支撑件的疲劳情况，防止因为强度和刚度降低造成固有频率下降。6、间隙和易损件。保证电机轴承间隙合适;适当调整叶轮与涡壳之间的间隙;定期检查、更换叶轮口环、泵体口环、级间衬套、隔板衬套等易磨损零件。消除泵选型和操作不当引起的振动两泵并联应保证泵性能相同。泵性能曲线应为缓降型为好，不能有驼峰。使用时要注意:消除导致水泵超载的因素，比如流道堵塞。适当延长泵的启动时间，减小对传动轴的扰动，减小转动部件和静止零件之间的碰撞和摩擦，以及由此引起的热变形。消除泵选型和操作不当引起的振动对于水润滑的滑动轴承，启动过程中应加足预润滑水，避免干启动，直至水泵出水后再停止注水;定期向需要注油的轴承适量注油;对于长轴液下离心泵，因为轴系存在着扭转振动，若使用推力瓦，则受损伤的主要是推力瓦，这时可以适当提高润滑油的粘度，防止液体动压润滑膜的破坏。最后，为了防止泵的振幅过大，还可以使用测量分析振动状况来确定水泵的最佳工作参数。人的因素：管理人员和检修人员技术能力：含技术和积极性两方面检修准备：合适的检修指导书检修环境：干净、清洁、专业……