泵典型故障的分析與處理
閱讀：3473發布時間：2011-8-5
在水泵的運行過程中，常由于各種因素的影響而引起水泵的振動和軸彎曲現象，嚴重地影響了水泵的穩定運行，甚至還會造成設備的損壞。本章即對這些故障的處理提出一些建議和方法。
*節振動的處理
水泵的振動原因十分復雜，但可大致地分為水力振動和機械振動兩大類。
一、水力振動
水力振動主要是由于泵內或管路系統中水的流動不正常引起的。產生水力振動的原因主要有水力沖擊、壓力脈動及汽蝕等。
1.水力沖擊引起的振動
水流由葉輪葉片的外端經過導葉或蝸殼泵舌頭部附近時，就會產生水力沖擊，且沖擊的程度隨水泵轉速和尺寸的加大而增高。當這一水力脈沖傳至管路系統及基礎上時，（熱水循環泵）就會產生噪聲和振動；若這個水力脈沖的頻率和泵軸、管路系統或基礎的固有頻率相近，將會產生更為嚴重的共振。
水力沖擊引起的振動的頻率，是葉片數和泵軸轉速的乘積或是其倍數。
防止水力沖擊而引起的振動的方法有：
（1）適當地增大葉輪外直徑與導葉或泵殼舌部內直徑的距離，即放大葉輪出水口的間隙。
（2）變更流道的型線以緩和沖擊。
（3）水泵總裝時，應將各級葉輪的葉片出口邊按一定的節距錯開，同時導葉片的組裝位置方位不要相互重疊，而是按一定順序錯落布置，這些措施都將會減輕水力脈沖。
改變管路系統的共振頻率不能減小泵的水力沖擊，只有在水泵的水力設計上想辦法降低葉片脈沖的強度才能根本解決問題。
2.壓力脈動引起的振動
高壓給水泵有設計規定的允許zui小流量，若低于此流量運行，則會導致葉輪中的流動惡化，甚至在葉輪的進、出口處產生內部回流，形成局部的渦流區和負壓并沿圓周方向旋轉。由此而引起的壓力脈動使泵的壓力高低不定、流量時大時小，并且會引發壓水管路的劇烈振動和類似喘氣的聲響（即“喘振”現象）。我們把上述這種現象稱為“旋轉失速”，（高溫泵）其振動的頻率約在O.1～10Hz的范圍。
壓力脈動的產生必須同時具備下列三個條件：
（1）性能曲線出現駝峰部分，且恰好在泵的運轉范圍之內。對高壓給水泵，則在曲線的關死點附近易于形成向右上方傾斜的部分。
（2）泵的壓出管路中有積存空氣的部位。
（3）調節閥等節流裝置位于上述可積存空氣的部位之后。
根據前述的幾個條件，防止水泵發生壓力脈動的主要方法有：
（1）改善水泵的設計，如適當地減小葉片出口角，使泵的曲線成為只向右下傾斜的曲線。
（2）布置管路時不要有起伏并保持一定的斜度，以免壓出管內積存空氣。另外，盡量把調節閥、流量計等節流裝置放在靠近泵的出口處安裝，以確保泵和這些節流裝置疊加后的性能曲線沒有向上傾斜的部分，從而減少產生壓力脈動的危險。
（3）裝設再循環管來改善泵在低負荷工況下的運行，使泵內的流量始終不低于泵的曲線中向上傾斜部分的流量。
（4）在運行中負荷減小時，若幾臺泵并聯運行，則應盡量提前停掉富裕的水泵，保證其余的泵在正常流量下運轉。
3.因汽蝕而引起的振動
高壓給水泵的汽蝕主要在大流量時發生，并引起泵的劇烈振動和發出噪聲。由汽蝕引起的振動的頻率約為600～25000Hz。在設計和運行中可采取如下措施加以防止：
（1）除氧器水箱的容量應滿足給水泵急劇增減負荷時的需求，除氧器水箱與給水泵的標高差應適當地增大，以確保泵入口有足夠的富裕壓差。
（2）水泵的吸人管路應盡可能地縮短，以減少吸入管的阻力損失，并且避免有較長的、水平的吸入管段。
（3）運行中的負荷變化應盡量平緩，一旦發生汽蝕，應適當地減小流量或降低轉速。
二、機械振動
機械振動是由于各種機械原因而引起的振動，造成的原因主要有：
1.回轉部件不平衡引起的振動
回轉部件不平衡是泵軸產生振動的zui可能原因，其特征是振動的振幅不隨負荷大小及吸入口壓力的高低而變化，而是與水泵的轉速相關，泵軸的振動頻率和轉速高低相一致。
造成回轉部件不平衡而振動的原因很多，如隨著運行中的局部腐蝕或磨損使振動逐漸增大，又如回轉部件局部破壞及雜物堵塞而引起的振動等。
為確保回轉部件的平衡，對低轉速泵可以只做靜平衡試驗，而高速泵則必須分別進行動、靜平衡的檢查。
2.中心不正引起的振動
如果水泵與原動機聯軸器中心不正或端面平行度不好，就會因水泵與原動機的結合狀態不平衡而產生強制性振動。通過單獨試轉原動機而不振動，這時就可能是聯軸器中心不正。造成中心不正的原因有：
（1）水泵在安裝或檢修后找中心不正，試轉時就會產生振動。這種情況應重新進行找正工作。
（2）暖泵不充分而造成水泵因溫差引起變形，從而使中心不正。應選擇適當的暖泵系統和方式以增強暖泵的效果。
（3）水泵的進出口管路重量若由泵來承受，當其重量過大時，就會使泵軸中心錯位，這樣在泵啟動時就開始振動。所以在設計或布置管路時，應盡量減少作用于泵體上的載荷及力矩。
（4）軸承磨損也會使中心不正，（熱油泵）此時振動是逐漸增大的，必要時應盡早修復或更換。
（5）聯軸器的螺栓配合狀態不良或齒形聯軸器的齒輪嚙合狀態不佳，都會影響中心的對正而使振動逐漸加大。
（6）軸承架剛性不好，也會造成泵軸的中心不對。
3.聯軸器螺栓加工精度不高引起的振動
在這種情形下，只有部分螺栓承擔全部的扭矩，從而使原本沒有的不平衡力傳至泵軸上引起振動。此時振動的頻率等于轉速，振幅則隨負荷的增加而變大。
4.因動、靜部件摩擦而引起的振動
如果由于熱應力而使泵體變形過大、泵軸彎曲，或是其他原因使泵內動、靜部件接觸，則接觸點的摩擦力作用于轉子回轉的反方向上，迫使轉子劇烈地振擺旋轉。這是一種自激振動，與轉速無直接關系，其頻率等于轉子的臨界速度。
5.因泵軸的臨界轉速引起的振動
如果水泵的工作轉速接近其臨界轉速，就會產生共振。所以在設計時，需將泵的工作轉速與臨界轉速錯開，留有一定的安全距離。在泵的使用中，還應考慮管路支持不當、地腳螺栓松弛和軸承座剛度變化等因素對水泵轉子固有頻率的影響。
此外，還必須注意水泵和原動機連接以后臨界轉速的改變。
6.因油膜振蕩引起的振動
這是滑動軸承上因油膜的作用而發生的一種自激振蕩，其頻率等于轉子的一半轉速或轉子的臨界轉速。
消除油膜振蕩的方法是使泵軸臨界轉速不在其工作轉速的一半以下。另外，還可選擇適當的軸承長徑比，（油泵）合理地布置油楔和改變油膜的剛度等。
7.因平衡盤不良引起的振動
由于平衡盤設計的穩定性差，在運行工況改變時就會產生左右的晃度，造成泵軸有規則的振動和動、靜盤的磨損。
為增加平衡盤工作的穩定性，可采用調整平衡盤*間隙及第二間隙的數值，在靜盤上增開方形螺紋槽以穩定平衡盤前水室的壓力，調整平衡盤內外直徑的尺寸等方法。
8.基礎及泵座不良引起的振動
由于基礎的下沉使轉子中心改變，將引起泵的振動；若基礎的固有頻率不大且恰與泵的轉速一致，就會產生共振。
另外，泵座本身的剛性不好，則其抗振性差也易于引起振動。
9.由原動機引起的振動
驅動水泵的各類原動機由于自身的特點，也會產生振動。這樣，與水泵連接后就會引起泵的振動。
