引起泵振動(dòng)的常見十大原因分析

本文探討了造成泵和管路振動(dòng)的多種因素，包括電機(jī)結(jié)構(gòu)問題、基礎(chǔ)及泵支架的不穩(wěn)定性、聯(lián)軸器故障、葉輪不平衡、傳動(dòng)軸及其輔助件問題、泵的選型與工況變化、軸承及潤滑不良、管道安裝缺點(diǎn)、零部件配合不當(dāng)以及離心泵自身特性等。

一、電機(jī)

1. 電機(jī)結(jié)構(gòu)件松動(dòng)、軸承定位裝置松動(dòng)、鐵芯硅鋼片過松、軸承因磨損而造成支撐剛度下降，會引起振動(dòng)。

2. 質(zhì)量偏心、轉(zhuǎn)子彎曲或質(zhì)量分布問題造成的轉(zhuǎn)子質(zhì)量分布不均，造成靜、動(dòng)平衡量超標(biāo)。

3. 鼠籠式電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子的鼠籠籠條有斷裂，造成轉(zhuǎn)子所受的磁場力和轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)慣性力不平衡而引起振動(dòng)，電機(jī)缺相、各相電源不平衡等原因也能引起振動(dòng)。

4. 電機(jī)定子繞組，由于安裝工序的操作質(zhì)量問題，造成各相繞組之間的電阻不平衡，因而造成產(chǎn)生的磁場不均勻，產(chǎn)生了不平衡的電磁力，這種電磁力成為激振力引發(fā)振動(dòng)。

二、基礎(chǔ)及泵支架

1. 驅(qū)動(dòng)裝置架與基礎(chǔ)之間采用的接觸固定形式不好，基礎(chǔ)和電機(jī)系統(tǒng)吸收、傳遞、隔離振動(dòng)能力差，造成基礎(chǔ)和電機(jī)的振動(dòng)都超標(biāo)。

2. 離心泵基礎(chǔ)松動(dòng)，或者離心泵機(jī)組在安裝過程當(dāng)中形成彈性基礎(chǔ)，或者由于油浸起泡造成基礎(chǔ)剛度減弱，離心泵就會產(chǎn)生與振動(dòng)相位差180°的另一個(gè)臨界轉(zhuǎn)速，從而使離心泵振動(dòng)頻率增加，如果增加的頻率與某一外在因素頻率接近或相等，就會使離心泵的振幅加大。

3. 基礎(chǔ)地腳螺栓松動(dòng)，造成約束剛度下降，會使電機(jī)的振動(dòng)加劇。

三、聯(lián)軸器

1. 聯(lián)軸器連接螺栓的周向間距不良，對稱性被破壞；

2. 聯(lián)軸器加長節(jié)偏心，將會產(chǎn)生偏心力；

3. 聯(lián)軸器錐面度超差；

4. 聯(lián)軸器靜平衡或動(dòng)平衡不好；

5. 彈性銷和聯(lián)軸器的配合過緊，使彈性柱銷失去彈性調(diào)節(jié)功能，造成聯(lián)軸器不可很好地對中；

6. 聯(lián)軸器與軸的配合間隙太大；

7. 聯(lián)軸器膠圈的機(jī)械磨損造成的聯(lián)軸器膠圈配合性能下降；

8. 聯(lián)軸器上使用的傳動(dòng)螺栓質(zhì)量互相不等。

四、葉輪

1. 葉輪質(zhì)量偏心：葉輪制造過程當(dāng)中質(zhì)量控制不好，比如，鑄造質(zhì)量、加工精度不合格；或者輸送的液體帶有腐蝕性，葉輪流道受到?jīng)_刷腐蝕，造成葉輪產(chǎn)生偏心。

2. 葉輪的葉片數(shù)、出口角、包角、喉部隔舌與葉輪出口邊的徑向距離是否合適等。

3. 使用中葉輪口環(huán)與泵體口環(huán)之間、級間襯套與隔板襯套之間，由最初的碰撞磨損摩，逐漸變成機(jī)械摩擦磨損，這些將會加劇泵的振動(dòng)。

五、傳動(dòng)軸及其輔助件

1. 軸很長的泵，易發(fā)生軸剛度不足，撓度太大，軸系直線度差的情況，造成動(dòng)件(傳動(dòng)軸)與靜件(滑動(dòng)軸承或口環(huán))之間碰摩，形成振動(dòng)。

2. 泵軸太長，受離心泵中流動(dòng)液體沖擊的影響較大，使泵下部分的振動(dòng)加大。

3. 軸端的平衡盤間隙過大，或者軸向的工作竄動(dòng)量調(diào)整不當(dāng)，會造成軸低頻竄動(dòng)，造成軸瓦振動(dòng)。

4. 旋轉(zhuǎn)軸的偏心，會造成軸的彎曲振動(dòng)。

六、泵的選型和變工況運(yùn)行

1. 每臺泵都有自己的額定工況點(diǎn)，實(shí)際的運(yùn)行工況與設(shè)計(jì)工況是否符合，對泵的動(dòng)力學(xué)穩(wěn)定性有重要的影響。

離心泵在設(shè)計(jì)工況下運(yùn)行比較穩(wěn)定，但在變工況下運(yùn)行時(shí)，由于葉輪中產(chǎn)生徑向力的作用，振動(dòng)有所加大；

2. 泵選型不當(dāng)，或是兩種型號不匹配的泵并聯(lián)。

七、軸承及潤滑

1. 軸承的剛度太低，會造成第一臨界轉(zhuǎn)速下降，引起振動(dòng)。

2. 軸承性能不良造成耐磨性差、固定不好，軸瓦間隙過大，也容易造成振動(dòng)；

3. 推力軸承和其他的滾動(dòng)軸承的磨損，則會使軸的縱向竄動(dòng)振動(dòng)以及彎曲振動(dòng)同時(shí)加劇。

4. 潤滑油選型不當(dāng)、變質(zhì)、雜質(zhì)含量超標(biāo)及潤滑管道不暢而造成的潤滑故障、都會造成軸承工況惡化，引發(fā)振動(dòng)。

5. 電動(dòng)機(jī)滑動(dòng)軸承油膜的自激也會產(chǎn)生振動(dòng)。

八、管道及其安裝固定

1. 泵的出口管道支架剛度不夠，變形太大，造成管道下壓在泵體上，使得泵體和電機(jī)的對中性破壞；

2. 管道在安裝過程當(dāng)中較勁太大，進(jìn)出口管路與泵連接時(shí)內(nèi)應(yīng)力大；

3. 進(jìn)、出口管線松動(dòng)，約束剛度下降甚至失效；

4. 出口流道部分全部斷裂，碎片卡入葉輪；

5. 管路不暢，如離心泵的出口有氣囊；

6. 離心泵出口閥門掉板，或沒有開啟；

7. 離心泵進(jìn)口有進(jìn)氣，流場不均，壓力波動(dòng)。

以上這些原因都會直接或者間接地造成泵和管路的振動(dòng)。

九、零部件間的配合

1. 電機(jī)軸和泵軸同心度超差；

2. 電機(jī)和傳動(dòng)軸的連接處使用了聯(lián)軸器，聯(lián)軸器同心度超差；

3. 動(dòng)、靜零部件之間(如葉輪轂和口環(huán)之間)的設(shè)計(jì)間隙的磨損變大；

4. 中間軸承支架與泵筒體間隙超標(biāo)；

5. 密封圈間隙不合適，造成了不平衡；

6. 密封環(huán)周圍的間隙不均勻，比如口環(huán)未入槽或者隔板未入槽，就會發(fā)生這種情況。

以上這些不利因素都能造成振動(dòng)。

十、離心泵自身的因素

1. 葉輪旋轉(zhuǎn)時(shí)產(chǎn)生的非對稱壓力場；

2. 吸入管產(chǎn)生渦流；

3. 葉輪內(nèi)部以及渦殼、導(dǎo)流葉片漩渦的發(fā)生及消失；

4. 閥門半開造成漩渦而產(chǎn)生的振動(dòng)；

5. 由于葉輪葉片數(shù)有限而造成的出口壓力分布不均；

6. 葉輪內(nèi)的脫流；

7. 喘振；

8. 流道內(nèi)的脈動(dòng)壓力；

9. 汽蝕；

10. 離心在泵體中流動(dòng)，對泵體會有摩擦和沖擊，比如離心流撞擊隔舌和導(dǎo)流葉片的前緣，造成振動(dòng)；

11. 輸送高溫的鍋爐給水泵易發(fā)生汽蝕振動(dòng)；

12. 泵體內(nèi)壓力脈動(dòng)，主要是泵葉輪密封環(huán)、泵體密封環(huán)的間隙過大，造成泵體內(nèi)泄漏損失大，回流嚴(yán)重，進(jìn)而造成轉(zhuǎn)子軸向力的不平衡和壓力脈動(dòng)，會增強(qiáng)振動(dòng)。

13. 對于輸送熱介質(zhì)的離心泵，如果啟動(dòng)前泵的提前預(yù)熱不均，或者離心泵滑動(dòng)銷軸系統(tǒng)的工作不正常，造成泵組的熱膨脹，會誘發(fā)啟動(dòng)階段的劇烈振動(dòng)；

14. 泵體來自熱膨脹等方面的內(nèi)應(yīng)力不可釋放，則會引起轉(zhuǎn)軸支撐系統(tǒng)剛度的變化，當(dāng)變化后的剛度與系統(tǒng)角頻率成整倍數(shù)關(guān)系時(shí)，就發(fā)生共振。