芻議給水泵電機設(shè)備振動異常的原因及解決措施

摘 要：水泵是國民經(jīng)濟生產(chǎn)中的重要設(shè)備。電機設(shè)備振動是水泵常見質(zhì)量病害之一，對于水泵的正常運轉(zhuǎn)有著許多不利影響。加強水泵電機設(shè)備振動研究與防治，是保證工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)正常進行的必要舉措。文章圍繞水泵電機設(shè)備振動有關(guān)問題進行探討，深入分析了水泵電機設(shè)備振動的形成原因和造成的影響，進而針對性地提出解決建議。希望對類似的問題的解決有一定的借鑒作用。

關(guān)鍵詞：水泵；電機；振動；來源；原因；解決對策；效果

引言

水泵是工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中十分常見的機械設(shè)備，電機是水泵的關(guān)鍵部件。電機的工作情況對于水泵整體運行水平有著至關(guān)重要的影響。在日常生產(chǎn)中，水泵電機經(jīng)常會由于某些原因發(fā)生異常振動，從而給水泵的安全運行帶來威脅。比如電機和管路長期振動就會導(dǎo)致軸承等零部件加快磨損，連接件發(fā)生松動等一系列問題，情況嚴(yán)重時會造成部件扭曲變形，進而發(fā)生斷裂，引發(fā)安全事故。此外，電機設(shè)備發(fā)生振動時會產(chǎn)生大量噪音，對周邊環(huán)境形成噪音污染，長期以往，會威脅到生產(chǎn)人員的身心健康，導(dǎo)致情緒不穩(wěn)、心理亞健康，導(dǎo)致工作失誤多發(fā)。基于這個原因，水泵生產(chǎn)和使用單位把電機振動情況作為衡量水泵電機設(shè)備運行質(zhì)量的一個重要依據(jù)。在日常生產(chǎn)中，密切灌注水泵電機設(shè)備發(fā)生振動情況，一旦發(fā)現(xiàn)問題，立即采取措施，認(rèn)真尋找引發(fā)振動的深層次原因，有針對性地加以解決，保證水泵設(shè)備的正常穩(wěn)定運行。

1 振動對水泵電機的影響及形成原因分析

1.1 電機發(fā)生振動對水泵電機的影響

振動是機械設(shè)備中普遍存在的現(xiàn)象。振動的存在會給設(shè)備造成額外的負(fù)荷，這種負(fù)面影響會逐漸累加，當(dāng)超過設(shè)備承受極限時就會引發(fā)故障。具體到水泵電機，振動會對其產(chǎn)生如下影響：一是會給機械設(shè)備造成物理損傷，縮短機械設(shè)備使用時限，某些時候還會引發(fā)軸承斷裂等情況，給周圍生產(chǎn)人員和其它設(shè)備帶來安全威脅。二是影響水泵系統(tǒng)整體工作效率。機械發(fā)生振動，從能量的角度上看是將一部分能量以機械能的形式作了無用功，從而降低系統(tǒng)整體工作效率。三是對其它相關(guān)設(shè)備、儀器的正常工作造成負(fù)面影響。當(dāng)電機設(shè)備發(fā)生振動時，振動波會傳遞給周邊儀器、設(shè)備，對其工作精度造成負(fù)面影響，情況嚴(yán)重時會導(dǎo)致儀器完全失去應(yīng)有作業(yè)。四是機械振動會產(chǎn)生大量噪音，形成噪音污染，影響周邊人員健康。

1.2 水泵電機振動產(chǎn)生的原因及其特征

引發(fā)水泵電機發(fā)生振動的原因較多，常見的有管系振動、泵軸跳動，以及靠背輪對中不良（同心度、平行度不當(dāng)）、泵座和電機支座強度不夠等。這些原因通常都是由于機械設(shè)備安裝、制造不當(dāng)所導(dǎo)致的，大體上可以分為轉(zhuǎn)子不平衡和轉(zhuǎn)子不對中兩種。

（1）轉(zhuǎn)子不平衡

轉(zhuǎn)子是電機設(shè)備的關(guān)鍵部件，是電機設(shè)備運轉(zhuǎn)的軸心，隨著使用時間延長，轉(zhuǎn)子會出現(xiàn)局部腐蝕、磨損等問題，從而引發(fā)轉(zhuǎn)子不平衡，有時電機設(shè)備制造、安裝不當(dāng)也會導(dǎo)致轉(zhuǎn)子不平衡問題。由于不平衡引發(fā)的振動頻率與轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速有關(guān)，二者之間存在著密切聯(lián)系，振動頻率即為電機工作頻率，電機相位不會隨著時間變化而變化。

（2）轉(zhuǎn)子不對中

水泵與原動機聯(lián)軸器中心不對正或端面平行度不好被稱作不對中，一般分為平行不對中、角不對中兩種情況。如果電機設(shè)備振動是由于轉(zhuǎn)子不對中引發(fā)的，那么電機工作頻率也會與設(shè)備振動頻率形成某種相對復(fù)雜的關(guān)系，通常情況下表現(xiàn)為工作頻率的振動幅值增大，同時伴有工作頻率的倍頻成分。

此外，下面一些特定情況下也有可能引發(fā)水泵電機設(shè)備結(jié)構(gòu)發(fā)生共振，導(dǎo)致設(shè)備振動現(xiàn)象發(fā)生：一是設(shè)備結(jié)構(gòu)設(shè)計問題。如果設(shè)備管道系統(tǒng)中存在較多的直角彎管，并且這些部位采用滑動支撐的固定模式，就會引發(fā)管道共振，進而將振動傳到至其它部位。二是電機軸承潤滑不良激發(fā)振動。這通常是由于電機軸承使用潤滑脂的潤滑方式，沒有設(shè)置加油嘴，導(dǎo)致軸承潤滑不良所致。

2 水泵電機設(shè)備振動防治建議

根據(jù)上面水泵電機設(shè)備振動原因分析結(jié)果，可以用下面七項措施加以解決。一是調(diào)整、控制水泵軸彎曲度。對于深井泵來水，泵軸長度長，工作狀態(tài)下容易發(fā)生晃動，進而引發(fā)泵軸變形，經(jīng)過長期摸索、研究，發(fā)現(xiàn)泵軸都有不同程度的彎曲共性，減少、控制泵軸彎曲，可以有效降低水泵電機振動現(xiàn)象發(fā)生的頻率。二是縮短泵座與電機支座固定螺栓間距，從而降低作用在二者間的力矩，調(diào)整連接剛度。實踐證明，當(dāng)支座與泵體法蘭固定螺栓力矩得到減小時，設(shè)備振動現(xiàn)象明顯降低。三是提高泵體、電機支座強度。由于水泵底座、電機支座等重要基礎(chǔ)部件采用直徑705mm，加強筋8mm的碳鋼板分段焊接而成，相較于一般電機從底座到頂端全高3.38m，電機本體重2180kg而言基礎(chǔ)薄弱，電機工作狀態(tài)下勢必會產(chǎn)生晃動，改為鑄鋼制造后，整體結(jié)構(gòu)強度大幅上升，變形情況明顯減少。四是嚴(yán)格控制泵出口管第一道滑動支架的間隙。企業(yè)要認(rèn)真檢查該間隙大小，及時調(diào)整，確保其符合技術(shù)要求，保證泵出口法蘭與管道法蘭二者呈平行狀態(tài)，最大限度避免應(yīng)力擴大化。五是避免其它形式的激振力產(chǎn)生。除了上述振動因素外，還要對于其他形式的激振力采取針對性防范措施，避免激振力擴大引發(fā)設(shè)備振動。六是采取激振力緩釋措施。對于管道安裝全部采用滑動支架支撐，介質(zhì)沖刷管道振動較大，管道中存在多處成90b拐彎，容易形成共振的情況，要在出口管這種傳導(dǎo)來自管道的激振力的關(guān)鍵部位，要接上橡膠波紋管，以達(dá)到釋放激振力的目的。七是做好水泵工作狀態(tài)下的振動監(jiān)控工作，提高設(shè)備正常運行狀況下的振動限值，由4.5mm/s提高到5.6mm/s。

3 電機設(shè)備振動防范措施實例

按照上述措施對某型水泵設(shè)備進行了處理。由于客觀條件限制，本案例主要實施了第二項減振措施。具體方法是在電機自由端垂直方向兩側(cè)各加一根撐桿，調(diào)整螺栓力點為撐力，沿泵出口管對面加一根撐桿，調(diào)整螺栓力點為拉力。經(jīng)檢測，調(diào)整后的電機非驅(qū)動端垂直方向的振幅約為3.2到3.8mm/s，水平方向的振幅約為2.9到3.2mm/s均低于4.5mm/s的振動值上限。此外，為了進一步減小激振力，避免設(shè)備振動，還借設(shè)備大修之際，對試驗泵設(shè)備進行了如下處理：一是進行基礎(chǔ)找平，使結(jié)構(gòu)更加趨于穩(wěn)定，二是在出口部位增設(shè)膨脹節(jié)，三是及時更換發(fā)生腐蝕的陽極塊，從而保證結(jié)構(gòu)平衡，四是對泵軸變形情況進行檢查、調(diào)整。經(jīng)檢測，處理結(jié)束后的水泵電機設(shè)備振動情況明顯好轉(zhuǎn)，說明前文分析的原因及提出的建議對策是正確而有效的。

4 結(jié)束語

水泵作為工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的常見設(shè)備，應(yīng)用范圍廣，作用顯著。加強水泵電機振動研究，對于減少由于振動導(dǎo)致的水泵故障，延長設(shè)備使用壽命，提高設(shè)備安全性能，降低設(shè)備運維成本有著十分重要的積極意義。由于水泵電機設(shè)備振動原因相對復(fù)雜，企業(yè)在生產(chǎn)、使用水泵設(shè)備時，必須提高水泵設(shè)計水平和安裝質(zhì)量，做好日常使用維護、檢修，以確保設(shè)備的穩(wěn)定可靠運行。

參考文獻

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