水泵站機組減振裝置的設計

周海丹 陳蘇秧

（杭州職業技術學院 特種設備學院，杭州 310018）

水泵站是一種將水由低處抽提至高處的機電設備和建筑設施的綜合體。機電設備主要為水泵和動力機（通常為電動機和柴油機），輔助設備包括充水、供水、排水、通風、壓縮空氣、供油、起重、照明和防火等設備。水泵機組是供水泵站運作的重要設備，其性能的好壞影響了整套供水系統的效率[1]。不同泵站的水泵機組設備如圖1所示。

一個泵站機組系統往往由大量的工作部件組成，不同的部件之間互相關聯，緊密耦合。泵站運行過程中，任一部件工作異常，經過系統的放大都可能造成整個設備系統故障或失效，從而導致重大事故，如 圖2所示。

水泵機組的振動屬于自激振動，主要是由于泵體內傳遞壓力的不平衡運動造成部件間的沖撞或摩擦而引起的機組振動[2-3]。在水泵站機電設備運行過程中，電機問題、水泵問題等都會造成機電設備在使用的過程中因振動較大或長時間運行而極易產生晃動問題，從而影響水泵站機組的正常運作[4-5]。

1 結構設計

基于現有水泵機組存在的問題，設計了一種水泵機組減振裝置，其結構主要包括安裝箱、減振機構和緩沖組件，分別如圖3～圖6所示。其中：1為安裝箱，2為安裝桿，3為固定板，4為固定銷桿，5為彈簧，6為氣壓管，7為焊接桿，8為氣缸，9為承重橫梁，10為上夾座，11為阻尼器，12為下夾座，13為安裝環，14為活塞桿。

由圖3可知，安裝箱的上表面呈開口狀，表面兩側固定安裝有間隔設置的固定銷桿，固定銷桿一端卡緊在下夾座中。由圖4～圖6可知，阻尼器安裝在下夾座上端，阻尼器外環面安裝一根豎直的彈簧，阻尼器上方安裝有緩沖組件，緩沖組件由上夾座、安裝環以及安裝桿組成；兩個上夾座的上端分別與安裝桿兩端轉動連接，兩個下夾座之間安裝有承重橫梁，安裝桿上表面的兩端均固定安裝有固定板。

2 主要部件及連接方式

2.1 阻尼器

阻尼器的上端安裝有活塞桿，活塞桿的上端與上夾座的下表面之間相連接，外環面與安裝環的內環面相連接，安裝環的下表面與彈簧的上端相連接。活塞桿的外環面與安裝環的內環面相連接，安裝環的下表面與彈簧的上端之間相連接。阻尼器下端的外環面固定連接有氣壓管，氣壓管的自由端固定連接有氣缸。

2.2 氣缸

氣缸的一側設有安裝耳，安裝箱靠近氣缸的內表面固定安裝有焊接桿，焊接桿與氣缸上的安裝耳之間相連接，從而提升氣缸運行中的穩定性。

2.3 緩沖組件

緩沖組件安裝在阻尼器上方，由上夾座、安裝環以及安裝桿組成。安裝桿上表面的兩端均固定安裝有固定板，兩個下夾座之間安裝有承重橫梁，固定銷桿遠離安裝箱內表面的一端與承重橫梁相連接。承重橫梁由多組弧形板組成，弧形板弧長自上而下呈漸變式減小。

3 裝置工作原理

減振裝置通過固定板將機組設備安裝在安裝桿上。在機組設備運行過程中，產生的振動效果依次通過上夾座、安裝環以及彈簧的作用得到初步緩沖，然后在阻尼器配合活塞桿帶動上夾座移動的過程中使得整個機組設備得到二次緩沖。在兩次緩沖減振過程中，下端設置的承重橫梁不僅能夠起到支撐的作用，而且能夠配合緩沖組件對機組設備起到緩沖、減振的效果。整個機組設備通過彈簧、承重橫梁支撐，機組設備運行時產生的振動能夠得到一定的削弱。

4 裝置的特點

（1）通過設置阻尼器，能夠使安裝桿上的機組設備運行時產生的振動得到緩沖，且上夾座與安裝桿之間轉動連接的方式能夠減小緩沖組件與機組設備之間的摩擦力，從而實現緩沖、減振的效果。

（2）通過活塞桿的外環面與安裝環的內環面相連接、安裝環的下表面與彈簧的上端相連接的連接方式，同時整個機組設備通過彈簧、承重橫梁支撐，機組設備運行時產生的振動能夠得到一定的削弱[6-7]。

（3）承重橫梁采用多組弧形板組成的結構，有利于支撐整個機組設備的質量，承重效果較佳。

（4）阻尼器搭配氣缸使用能夠使整個緩沖組件受到較大的振動沖擊時及時回彈，從而降低振動帶來的噪聲等不良影響。

（5）氣缸通過焊接桿與安裝箱連接，提升了氣缸運行中的穩定性。

5 結語

針對泵站機組設備運行時極易產生振動的問題，設計了水泵站機組減振裝置。該裝置由安裝箱、夾座、阻尼器和緩沖機構等部分組成，通過各個部件間的相互配合，該裝置能夠降低機組設備在運行時產生的振動，從而提升了機組設備運行時的穩定性，有利于機組設備的正常運作。