大型長(zhǎng)軸深井泵振動(dòng)故障與維修

 

泵站由2個(gè)內(nèi)徑18m，深31m的深井及上部廠房形成。金沙江水經(jīng)4根Dg1200管道進(jìn)人深井，深井上部在截面為1450mm×410mm的鋼筋混凝土框架梁上安有30JD－19x3型防砂深井泵20臺(tái)。咱們?cè)诮?jīng)過長(zhǎng)時(shí)光的裝置及保護(hù)檢修歷程中，對(duì)其振動(dòng)的起因作了一些探究。

　　

　　一、深井泵有關(guān)技巧性能參數(shù)型號(hào)：30JD－19x3，三級(jí)葉輪流量：1450m3÷h傳動(dòng)軸長(zhǎng)：24。94m，共9根軸泵軸徑：080mm泵軸材質(zhì)：40Cr轉(zhuǎn)速：985r÷min推力瓦油溫：＜50℃冷卻水壓力：0。8MPa揚(yáng)水管內(nèi)徑：500mm揚(yáng)程：80m橡膠軸承光滑介質(zhì)：清水不含電機(jī)時(shí)單機(jī)重：14t立式電機(jī)型號(hào)JKL15－6額外功率：500kW額外電壓：6000V額外電流：60A電機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)慣量：58kg。m2電機(jī)重：4t電機(jī)及泵體垂直與程度方向許可振幅值：＜0。l0mm此深井泵請(qǐng)求水質(zhì)含沙量不大于0。1％，粒度不大于0。2mm，且水泵的第一級(jí)葉輪應(yīng)浸人動(dòng)水位lm以下。目前在七、八月洪水時(shí)期深井泵抽取金沙江水含沙量最高已靠近20％。

　　

　　二、振動(dòng)故障的判定泵與電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)中發(fā)作振動(dòng)，在有條件時(shí)，首先應(yīng)斷開兩者之間的聯(lián)軸器，剖析振源是來自于泵還是電機(jī)，并細(xì)心檢討立式電機(jī)底座與泵的銜接固定螺栓能否擰緊，裝置后的程度度能否超差。

　　

　　1。電機(jī)振動(dòng)源及判定

　　

　　（1）轉(zhuǎn)子任務(wù)轉(zhuǎn)速能否靠近臨界轉(zhuǎn)速。能夠通過盤算電機(jī)軸的改變剛度及電機(jī)扭振頻率能否同電機(jī)臨界轉(zhuǎn)速、泵角頻率及電網(wǎng)頻率靠近發(fā)作共振。尤其是第一次運(yùn)用的電機(jī)，發(fā)作振動(dòng)故障時(shí)，要進(jìn)行剖析盤算。電機(jī)轉(zhuǎn)子的任務(wù)轉(zhuǎn)速應(yīng)至少低于臨界轉(zhuǎn)速25％或高于臨界轉(zhuǎn)速40％左右。在剖析時(shí)還要斟酌到電機(jī)轉(zhuǎn)子的質(zhì)量不能簡(jiǎn)化成集中質(zhì)量狀況，而是沿轉(zhuǎn)軸散布，因此剖析臨界轉(zhuǎn)速時(shí)應(yīng)剖析到二階和三階等重要臨界轉(zhuǎn)速。

　　

　?。?）電機(jī)轉(zhuǎn)子的不均衡。電機(jī)轉(zhuǎn)子的不均衡是最重要和罕見的振動(dòng)起因，如：17＃、19＃電機(jī)，用速度測(cè)振儀（位移計(jì)）測(cè)得電機(jī)振動(dòng)速度為9。8－l0mm÷s，對(duì)比IS02372振動(dòng)速度規(guī)范，III類機(jī)械應(yīng)小于4。5mm÷s，而在9。8－l0mm÷s狀況下，用測(cè)振儀測(cè)得電機(jī)振幅值抵達(dá)0。30mm。為了摸清電機(jī)轉(zhuǎn)子的不均衡程度，咱們?cè)诂F(xiàn)場(chǎng)制造了兩副鋼架分手架設(shè)兩條平行鋼軌（要注重鋼架應(yīng)有足夠的剛度），鋼軌上外表處理成光滑潔面，用程度儀配合將鋼軌面調(diào)劑程度并固定。檢討時(shí)將電機(jī)轉(zhuǎn)子置于兩條鋼軌之上，用手推進(jìn)轉(zhuǎn)子出口計(jì)量泵往返滾動(dòng)屢次，每次待其靜止后，在轉(zhuǎn)子上面作上標(biāo)志。用粘性物粘貼在著重地位的對(duì)稱點(diǎn)上，再對(duì)轉(zhuǎn)子進(jìn)行屢次轉(zhuǎn)動(dòng)直至轉(zhuǎn)子在隨便地位都能停滯時(shí)，確認(rèn)電機(jī)轉(zhuǎn)子已抵達(dá)靜均衡狀況。以等效質(zhì)量代替粘貼物，實(shí)現(xiàn)電機(jī)轉(zhuǎn)子的均衡任務(wù)。如采取上述方式仍不能處理問題時(shí)，就須要將電機(jī)轉(zhuǎn)子作動(dòng)均衡測(cè)驗(yàn)。上述兩臺(tái)電機(jī)即在轉(zhuǎn)子一側(cè)增添45－5g均衡分量后，振幅值減至0。05mm，用位移計(jì)測(cè)得振動(dòng)速度值在2。1mm÷s左右。

　　

　?。?）對(duì)已正常運(yùn)用過一段時(shí)光的電機(jī)，其振動(dòng)起因要檢討軸承間隙能否過大，轉(zhuǎn)軸座固定螺釘能否松動(dòng)，轉(zhuǎn)軸能否有磨損和曲折或某一部分繞組短路、氣隙不均，轉(zhuǎn)子與定子間環(huán)形間隙不平均個(gè)別不得超越10％。特殊值得注重的是，電機(jī)振幅值在靠近規(guī)范值時(shí)，即以為還在及格規(guī)模內(nèi)的狀況下，帶負(fù)荷以后往往電機(jī)振幅值將超標(biāo)，這是因?yàn)槿可罹脗鲃?dòng)體系振動(dòng)的因素是互相影響并獨(dú)特作用的后果。

　　

　　2。泵體振源及判定

　　

　?。?）泵裝置及拆卸偏向引起的振動(dòng)。泵體及推力瓦在裝置后的程度度和揚(yáng)水管的垂直度超差將引起泵體的振動(dòng)，同時(shí)這三個(gè)掌握值又有肯定關(guān)聯(lián)。泵體裝置完后，揚(yáng)水管及泵頭（不包含濾網(wǎng)）總長(zhǎng)為26m，均為懸空掛置，假如揚(yáng)水管垂直度偏向過大，在泵轉(zhuǎn)動(dòng)中必將形成揚(yáng)水管及軸等猛烈振動(dòng)。揚(yáng)水管垂直度超差過大還將在泵運(yùn)轉(zhuǎn)歷程中發(fā)作交變應(yīng)力，引起揚(yáng)水管的斷裂。深井泵拆卸完后，揚(yáng)水管在總長(zhǎng)度規(guī)模內(nèi)，垂直度誤差應(yīng)掌握在士2mm。泵的縱橫向程度誤差<0。05÷l000mm。對(duì)泵頭葉輪靜均衡允差不大于10g，組裝完后應(yīng)有8－12mm高低串動(dòng)間隙。裝置及拆卸間隙誤差是形成泵體振動(dòng)的重要起因。

　　

　?。?）傳動(dòng)軸的渦動(dòng)。渦動(dòng)又稱“甩轉(zhuǎn)”，是旋轉(zhuǎn)軸發(fā)作的一種自激振動(dòng)，它既不具備自在振動(dòng)的特性，也不屬受迫振動(dòng)的類型。它的特性是軸在軸承間體現(xiàn)為回轉(zhuǎn)靜止，這種振動(dòng)并不是在轉(zhuǎn)軸抵達(dá)臨界轉(zhuǎn)速時(shí)發(fā)作，而是在較大規(guī)模內(nèi)發(fā)作且與轉(zhuǎn)軸自身的轉(zhuǎn)速關(guān)系較少。深井泵的甩轉(zhuǎn)重要由軸承光滑不充足引起，假如軸與軸承間的問隙較大，則回轉(zhuǎn)靜止方向與軸的轉(zhuǎn)動(dòng)方向相反，這種狀況又稱軸的顫動(dòng)。特殊是深井泵傳動(dòng)軸很長(zhǎng)，橡膠軸承和軸的配合間隙為0。20－0。30mm，當(dāng)軸與軸承存在肯定間隙，軸與軸承不同心，中央距較大，間隙中又缺少光滑時(shí)，例如深井泵橡膠軸承的光滑供水管斷裂、梗塞、誤操作形成供水不充足或不及時(shí)等狀況下，更易涌現(xiàn)顫動(dòng)。在某一剎時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)著的軸頸與橡膠軸承在一點(diǎn)接觸，軸頸遭到軸承給它的切向力，設(shè)力作用方向與軸的轉(zhuǎn)速的方向相反，將此力向軸心平移，其力學(xué)效應(yīng)相稱于一個(gè)反時(shí)針方向的轉(zhuǎn)矩和一個(gè)作用在軸頸中央的力，這個(gè)力平行于軸承壁接觸點(diǎn)的切線方向，并且有使軸頸下移的趨向，因此軸頸將沿軸承壁作純滾動(dòng)，相稱于一副內(nèi)齒輪，這樣就形成與軸旋轉(zhuǎn)方向相反的回轉(zhuǎn)靜止。這已被咱們?cè)谌粘＿\(yùn)轉(zhuǎn)中的狀況所證明，這種狀況連續(xù)時(shí)光稍長(zhǎng)還會(huì)使橡膠軸承燒損。

　　

　?。?）超負(fù)荷引起的振動(dòng)。泵體推力瓦采取錫基巴氏合金，其許可負(fù)載為18MPa（180kgf÷cm2）。泵體在起動(dòng)時(shí)，推力瓦的光滑處于邊界光滑狀況。在泵體出水口獎(jiǎng)勵(lì)別裝置有電動(dòng)蝶閥和手動(dòng)閘閥。在泵起動(dòng)同時(shí)關(guān)上電動(dòng)蝶閥，因?yàn)橛偕吵练e形成閥板無法開啟或人為因素形成手動(dòng)閘閥封閉，排氣不及時(shí)等，必將形成泵體的猛烈振動(dòng)，并很快燒損推力瓦，如15＃、17＃泵即是如此。

　　

　?。?）出口湍流振動(dòng)。在泵出口順次設(shè)置Dg500短管、止逆閥、電動(dòng)蝶閥、手動(dòng)閥、主管及水錘清除器，水的紊流靜止發(fā)作無規(guī)矩的脈動(dòng)景象，加上各閥的阻撓，部分阻力較大，引起動(dòng)量的變更及壓力的變更，作用于管壁上及泵體上使其振動(dòng)，這能夠視察壓力表數(shù)值的脈動(dòng)景象來解釋。紊流中脈動(dòng)變更的壓力和速度場(chǎng)一直傳遞給泵體能量，當(dāng)紊流的主頻率與深井泵體系的固有頻率相近時(shí)，體系就要排匯能量并引起振動(dòng)。為增添這種振動(dòng)影響，閥門應(yīng)完整開啟，短管應(yīng)有相應(yīng)長(zhǎng)度并加設(shè)支座。按此處理后，振動(dòng)值顯著減小。

　　

　?。?）深井泵的扭振。長(zhǎng)軸深井泵與電機(jī)的聯(lián)接采取彈性聯(lián)軸器，傳動(dòng)軸總長(zhǎng)24。94m。在泵運(yùn)轉(zhuǎn)中，存在著不同角頻率的主振動(dòng)的疊加。角頻率不同的兩個(gè)簡(jiǎn)諧振動(dòng)分解后的后果不肯定是簡(jiǎn)諧振動(dòng)，即泵體外部存在兩自在度的改變振動(dòng)，這是不可防止的。這種振動(dòng)重要影響和傷害推力瓦。因此在保障每塊立體推力瓦有相應(yīng)的進(jìn)油油楔狀況下，咱們將原裝備隨機(jī)解釋書中規(guī)矩的68#機(jī)油更換成100＃機(jī)油，進(jìn)步推力瓦光滑油的粘度，使推力瓦油液動(dòng)壓光滑膜的形成和維持不被損壞。

　　

　?。?）裝在同一根梁上的泵互相影響引起的振動(dòng)。深井泵及電機(jī)是裝置在兩根截面為1450mmx410mm的鋼筋混凝土框架梁上的，每臺(tái)泵與電機(jī)的集中質(zhì)量達(dá)18t，兩臺(tái)相鄰泵在同一框架梁上的運(yùn)轉(zhuǎn)振動(dòng)，這又是一個(gè)兩自在度的振動(dòng)體系，當(dāng)其中一臺(tái)電機(jī)振動(dòng)重大超標(biāo)在不帶負(fù)載試運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，即彈性聯(lián)軸器不銜接而空轉(zhuǎn)電機(jī)時(shí)，另一臺(tái)正常運(yùn)轉(zhuǎn)泵的電機(jī)振幅值升至0。15mm左右，此種狀況不易被覺察，應(yīng)引起注重。