齒輪泵在使用過程中經常會發生震動,讓客戶不知所措,那么在使用過程中應如何處理給是齒輪泵震動的情況呢?世間的萬物都存在因果關系的,泰盛泵閥帶您一起看一下齒輪泵發生震動是哪些原因造成的及_解決震動的方法?
針對泵機組的各部件存在的振動,分析了產生振動的原因。從泵的水力、機械結構設計,到泵的安裝、運行、維護等方面幾提出了減輕泵振動的措施。結果表明,_泵零部件結構尺寸、精度與泵的無過載性能等物料特性相適應;_泵的實際運行工況點與泵的設計工況點吻合;_加工精度與設計精度的一致性;_零部件安裝質量與其運行要求的一致性;_檢修質量與零部件磨損規律的一致性,可以減輕泵的振動。
振動是評價齒輪泵機組運行可靠性的一個重要指標。振動_標的危害主要有:振動造成泵機組不能正常運行;引發電機和管路的振動,造成機毀人傷;造成軸承等零部件的損壞;造成連接部件松動,基礎裂紋或電機損壞;造成與水泵連接的管件或閥門松動、損壞;形成振動噪聲。
引起泵振動的原因是多方面的。泵的轉軸一般與驅動電機軸直接相連,使得泵的動態性能和電機的動態性能相互干涉;高速旋轉部件多,動、靜平衡沐能滿足要求;與流體作用的部件受水流狀況影響較大;流體運動本身的復雜性,也是限制泵動態性能穩定性的一個因素。
1對引起泵振動原因的分析
1.1電機
電機結構件松動,軸承定位裝置松動,鐵芯硅鋼片過松,軸承因磨損而導致支撐剛度下降,會引起振動。質量偏心,轉子彎曲或質量分布問題導致的轉子質量分布不均,造成靜、動平衡量_標川。另外,鼠籠式電動機轉子的鼠籠籠條有斷裂,造成轉子所受的磁場力和轉子的旋轉慣性力不平衡而引起振動,電機缺相,各相電源不平衡等原因也能引起振動。電機定子繞組,由于安裝工序的操作質量問題,造成各相繞組之間的電阻不平衡,因而導致產生的磁場不均勻,產生了不平衡的電磁力,這種電磁力成為激振力引發振動。
1.2基礎及泵支架
驅動裝置架與基礎之間采用的接觸固定形式不好,基礎和電機系統吸收、傳遞、隔離振動能力差,導致基礎和電機的振動都_標。水泵基礎松動,或者水泵機組在安裝過程中形成彈性基礎,或者由于油浸水泡造成基礎剛度減弱,泵_會產生與振動相位差1800的另一個臨界轉速,從而使泵振動頻率增加,如果增加的頻率與某一外在因素頻率接近或相等,_會使泵的振幅加大。另外,基礎地腳螺栓松動,導致約束剛度降低,會使電機的振動加劇。
1.3聯軸器
聯軸器連接螺栓的周向間距不良,對稱性被破壞;聯軸器加長節偏心,將會產生偏心力;聯軸器錐面度_差;聯軸器靜平衡或動平衡不好;彈性銷和聯軸器的配合過緊,使彈性柱銷失去彈性調節功能造成聯軸器不能很好地對中;聯軸器與軸的配合間隙太大;聯軸器膠圈的機械磨損導致的聯軸器膠圈配合性能下降;聯軸器上使用的傳動螺栓質量互相不等。這些原因都會造成振動。
1.4葉輪
①葉輪質量偏心。葉輪制造過程中質量控制不好,比如,鑄造質量、加工精度不合格;或者輸送的液體帶有腐蝕性,葉輪流道受到沖刷腐蝕,導致葉輪產生偏心。
②葉輪的葉片數、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使用中葉輪口環與泵體口環之間、級間襯套與隔板襯套之間,由_初的碰摩,逐漸變成機械摩擦磨損,這些將會加劇泵的振動。
1.5泵的選型和變工況運行
每臺泵都有自己的額定工況點,實際的運行工況與設計工況是否符合,對泵的動力學穩定性有重要的影響。水泵在設計工況下運行比較穩定,但在變工況下運行時,由于葉輪中產生徑向力的作用,振動有所加大;單泵選型不當,或是兩種型號不匹配的泵并聯。這些都會造成泵的振動。
1.7軸承及潤滑
軸承的剛度太低,會造成_臨界轉速降低,引起振動。另外,導軸承性能閉不良導致耐磨性差,固定不好,軸瓦間隙過大,也容易造成振動;而推力軸承和其他的滾動軸承的磨損,則會使軸的縱向竄動振動以及彎曲振動同時加劇。潤滑油選型不當、變質、雜質含量_標及潤滑管道不暢而導致的潤滑故障,都會造成軸承工況惡化,引發振動。電動機滑動軸承油膜的自激也會產生振動。
1.8零部件間的配合
電機軸和泵軸同心度_差;電機和傳動軸的連接處使用了聯軸器,聯軸器同心度_差;動、靜零部件之間(如葉輪毅和口環之間)的設計間隙的磨損變大;中間軸承支架與泵筒體間隙_標;密封圈間隙不合適,造成了不平衡;密封環周圍的間隙不均勻,比如口環未人槽或者隔板未人槽,_會發生這種情況。這些不利因素都能造成振動。
2減輕振動的措施
2.1從設計制造環節消除振動
2.1.1機械結構設計方面注意的問題
1)軸的設計。增加傳動軸支撐軸承的數目,減小支撐間距,在適當范圍內減小軸長,適當加大軸的直徑,增加軸的剛度;當泵軸轉速逐漸增加并接近或整數倍于泵轉子的固有振動頻率時,泵_會猛烈振動起來,所以在設計時,應使傳動軸的固有頻率避開電機轉子角頻率;提高軸的制造質量,防止質量偏心和過大的形位公差。
2)滑動軸承的選擇。采用無須潤滑的滑動軸承;在液態烴等化工泵中,滑動軸承材料應采用具有良好自潤滑性能的材料,比如聚四氟乙烯;在深井熱水泵中,導流襯套選擇填充聚四氟乙烯、石墨和銅粉的材質,并合理設計其結構,使滑動軸承的固定可靠;葉輪密封環和泵體密封環處采用摩擦因數小的摩擦副,比如M20lK石墨材料一鋼;限制_轉速;提高軸瓦承載能力及軸承座的剛度。
3)使用應力釋放系統。對于輸送熱水的泵,設計時,應使由泵體變形而引起的連接件之間的結構應力得以釋放,比如在泵體地腳螺栓上面增加螺栓套,避免泵體直接和剛度很大的基礎接觸。
3)基礎的設計。基礎的重量應為泵和電機等機械重量總合的三倍以上;盛水池的基礎應具有相當的強度;電機支架與基礎_做成一體或做成面接觸;在泵和支架之間設置隔振墊或隔振器。另外,在管路之間采用減振材料連接,減少管路布置,可以消除彈性接觸和水力損失帶來的振動。
2.2從安裝和維護過程消除振動
1)軸和軸系。安裝前檢查水泵軸、電機軸、傳動軸有沒有彎曲變形、質量偏心的情況,若有,則_矯正或者進一步加工;檢查與導軸承接觸的傳動軸,是否因彎曲而摩擦軸瓦或襯套而使自己受激力。如果監測表明,軸實際上已經彎曲了,則矯正泵軸。同時,檢查軸的端間隙值,若該值過大,則表明軸承已磨損,需更換軸承。
2)葉輪。動、靜平衡是否合格。
3)聯軸器。螺栓間距是否良好;彈性柱銷和彈性套圈結合不能過緊;聯軸器內孔與軸的配合是否過松,若太松,可采用諸如噴涂的方法來減小聯軸器內徑直至其達到過渡配合所要求的尺寸,而后將聯軸器固定在軸上。
4)滑動軸承。間隙值是否符合標準;各處潤滑是否良好;提高泵的軸瓦檢修工藝水平,嚴格遵循先刮瓦、后研磨、再刮瓦的循環程序,_軸瓦與軸頸的接觸面積達到規定的標準:
①泵軸頸與軸承間隙值,通過更換前后軸承、研磨、刮瓦、調整等手段達到合格。
②泵軸承體與軸承箱球面頂間隙值合格。③泵軸軸承下瓦
和泵軸軸頸接觸點及接觸角度:標準規定下瓦背與軸承座接觸面積應在60%以上,軸頸處滑動接觸面上的接觸點密度保持在每平方厘米2一4個點,接觸角度保持在60“一90”。
5)支架和底板。及時發現有振動的支撐件的疲勞情況,防止因為強度和剛度降低造成固有頻率下降。
6)間隙和易損件。_電機軸承間隙合適;適當調整葉輪與渦殼之間的間隙;定期檢查、更換葉輪口環、泵體口環、級間襯套、隔板襯套等易磨損零件。
3結論
軸承磨損,造成機組偏斜,產生齒輪泵振動異常。
螺絲松動,在齒輪泵運行過程中造成軸向松動引起振動異常。
泵軸彎曲致使機組不同心導致軸擺過大,引起齒輪泵振動異常。
軸承間隙過大,影響齒輪間隙,在齒輪泵運轉過程中造成齒輪的直接振動。
齒輪泵支架的螺絲松動,致使泵基礎不穩固造成齒輪泵振動。
聯軸器不對稱,產生的偏心力,引起泵組振動。
所輸送的介質粘度過高產生的齒輪泵振動大。
振動控制綜合反映了機械加工工藝、機械安裝人員的操作水平、齒輪泵操作人員的素質、設計軟件的功能、各部分材料性能狀況、監測儀器的性能。實際工作中,排除振動要結合經驗和理論分析,將振動機理分析和實際檢測儀器得到的數據結合起來。很多振動可以通過提高設計和安裝質量,提高操作水平,加強日常維護予以消除。在齒輪泵運轉過程中,利用電機給力轉動齒輪做高速旋轉帶動介質運動來輸送液體,所以低強度的機械振動是不可避免的。我們只能利用我們現有的技術和設計方案來將振動降低到_。伴隨著新材料技術的發展和新工藝的出現,以及電子計算機技術與數值方法和流體力學基礎理論的進步,加上振動噪聲診斷技術的興起和發展,齒輪泵的設計、使用、維護水平必將蒸蒸日上,性能也_會日趨優化,動態性能也會日趨穩定。