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管道离心泵振动分析及排除方法

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选段: 国产立式水泵28SLA-10是由卧式泵直接改造而成。电机底座与水泵底座之间垂直高度为4.3m,传动轴系重达3t。相对于卧式泵,它增加了一根长为3752mm直径为140mm的中间传动轴。
  保定北方工业水泵有限责任公司是生产工业泵的专业性企业,已有多年的水泵生产历史。公司是以泵产品为主业,集研发、制造、销售服务于一体,建有完整的质量保证体系,已通过 IS09001 国际质量体系认证,技术力量雄厚,检测手段先进。
  保定北方工业水泵有限责任公司产品按国家标准 GB/T5657-1995 设计制造,企业技术力量雄厚,建有先进的计算机控制性能测试系统,拥有立车、镗床、磨床、龙门铣床等专业生产设备。
  国产大型管道离心泵在运行过程中,出现振动大、上下轴承经常发热、损坏,甚至泵轴与轴承连接部位磨损。水泵运行不稳定,影响正常供水,需要对其进行减振治理。
  一、水泵振动原因分析
  1、国产立式水泵28SLA-10是由卧式泵直接改造而成。电机底座与水泵底座之间垂直高度为4.3m,传动轴系重达3t。相对于卧式泵,它增加了一根长为3752mm直径为140mm的中间传动轴。在结构上,除了在中间传动轴上加装一个轴承外,未进行任何改造(如图1所示)。此四台水泵运行压力长期为0.7~0.85MPa。在扬程高、流量大的工况下,这样一个重心高,质量大的系统高速旋转,产生的离心力是很大的,会造成机组较大的振动。加上支架和水泵进出水方向连接刚度不够,导致水泵和各连接件有较大的位移。运行时水泵的位移导致上轴承受力状况改变,振动加大,因此容易发热。若矫正水泵位移,改善轴承受力条件,可降低系统的振动烈度。
  2、水泵与传动轴之间为刚性连接。由于制造、安装原因,运行时泵轴与传动轴同心,造成水泵振动;电机、传动轴等其它震源产生的振动也直接传递给水泵,形成振动的叠加,进一步加大水泵振动。另外,这种刚性连接加大水泵上轴承所承受的外力,致使轴承易发热,影响到泵轴。
  二、改造情况
  针对以上原因,我们采取了以下两个步骤进行改造。
  1、加强管路刚度。考虑到对水泵进行加固比较困难,采取在水泵出口钢管焊接"加强筋"的办法。沿进出水方向,在水泵出口渐扩管与出水阀门之间的连接钢管两端法兰,用8条厚度为32mm、宽度为100mm的钢板进行焊接。增加钢管的刚度,减少变形量,抵抗水泵位移。经测量,加筋后,水泵A点的位移量降至0.35mm。
  2、对传动系统进行改造。为减少电机、传动轴的振动向水泵传递,把水泵与传动轴之间的刚性连接改为弹性连接。使用GB4323-84弹性套柱销联轴器,最大补偿位移量为0.6mm,补偿角为1°30′。这样,电机、传动轴的振动可以通过弹性联轴器得到补偿,不会直接传递到水泵。
  三、改造结果
  改造后,经测量,水泵振动由改造前的振速4.3cm/s降低为1.48cm/s。根据振动烈度标准ISO2372-1974可以判定,水泵运行处于优秀区。同时,水泵运行平稳,上轴承只需正常维护,泵轴被磨损现象也没有了,说明改造是成功的。