齒輪泵在使用過程中經常會發(fā)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(fā)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(guī)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(fā)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(tài)性能和電機的動態(tài)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(tài)性能穩(wěn)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(fā)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(tǒng)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(lián)軸器
聯(lián)軸器連接螺栓的周向間距不良,對稱性被破壞;聯(lián)軸器加長節(jié)偏心,將會產生偏心力;聯(lián)軸器錐面度_差;聯(lián)軸器靜平衡或動平衡不好;彈性銷和聯(lián)軸器的配合過緊,使彈性柱銷失去彈性調節(jié)功能造成聯(lián)軸器不能很好地對中;聯(lián)軸器與軸的配合間隙太大;聯(lián)軸器膠圈的機械磨損導致的聯(lián)軸器膠圈配合性能下降;聯(lián)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(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_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(wěn)定性有重要的影響。水泵在設計工況下運行比較穩(wěn)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(lián)。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(fā)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(lián)軸器,聯(lián)軸器同心度_差;動、靜零部件之間(如葉輪毅和口環(huán)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(huán)周圍的間隙不均勻,比如口環(huán)未人槽或者隔板未人槽,_會發(fā)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(huán)節(jié)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(shù)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(shù)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(tài)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(huán)和泵體密封環(huán)處采用摩擦因數(shù)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(tǒng)。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?;A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?shù)膹姸?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(jiān)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(lián)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(lián)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(lián)軸器內徑直至其達到過渡配合所要求的尺寸,而后將聯(lián)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(huán)程序,_軸瓦與軸頸的接觸面積達到規(guī)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(guī)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(fā)現(xiàn)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(huán)、泵體口環(huán)、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(wěn)固造成齒輪泵振動。
聯(lián)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(jiān)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(shù)據(jù)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(xiàn)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(fā)展和新工藝的出現(xiàn),以及電子計算機技術與數(shù)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(fā)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(yōu)化,動態(tài)性能也會日趨穩(wěn)定。