大型長軸深井泵振動故障與維修

 

泵站由2個內徑18m，深31m的深井及上部廠房形成。金沙江水經4根Dg1200管道進人深井，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。咱們在經過長時光的裝置及保護檢修歷程中，對其振動的起因作了一些探究。

　　

　　一、深井泵有關技巧性能參數型號：30JD－19x3，三級葉輪流量：1450m3÷h傳動軸長：24。94m，共9根軸泵軸徑：080mm泵軸材質：40Cr轉速：985r÷min推力瓦油溫：＜50℃冷卻水壓力：0。8MPa揚水管內徑：500mm揚程：80m橡膠軸承光滑介質：清水不含電機時單機重：14t立式電機型號JKL15－6額外功率：500kW額外電壓：6000V額外電流：60A電機轉子轉動慣量：58kg。m2電機重：4t電機及泵體垂直與程度方向許可振幅值：＜0。l0mm此深井泵請求水質含沙量不大于0。1％，粒度不大于0。2mm，且水泵的第一級葉輪應浸人動水位lm以下。目前在七、八月洪水時期深井泵抽取金沙江水含沙量最高已靠近20％。

　　

　　二、振動故障的判定泵與電機運轉中發作振動，在有條件時，首先應斷開兩者之間的聯軸器，剖析振源是來自于泵還是電機，并細心檢討立式電機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。電機振動源及判定

　　

　　（1）轉子任務轉速能否靠近臨界轉速。能夠通過盤算電機軸的改變剛度及電機扭振頻率能否同電機臨界轉速、泵角頻率及電網頻率靠近發作共振。尤其是第一次運用的電機，發作振動故障時，要進行剖析盤算。電機轉子的任務轉速應至少低于臨界轉速25％或高于臨界轉速40％左右。在剖析時還要斟酌到電機轉子的質量不能簡化成集中質量狀況，而是沿轉軸散布，因此剖析臨界轉速時應剖析到二階和三階等重要臨界轉速。

　　

　　（2）電機轉子的不均衡。電機轉子的不均衡是最重要和罕見的振動起因，如：17＃、19＃電機，用速度測振儀（位移計）測得電機振動速度為9。8－l0mm÷s，對比IS02372振動速度規范，III類機械應小于4。5mm÷s，而在9。8－l0mm÷s狀況下，用測振儀測得電機振幅值抵達0。30mm。為了摸清電機轉子的不均衡程度，咱們在現場制造了兩副鋼架分手架設兩條平行鋼軌（要注重鋼架應有足夠的剛度），鋼軌上外表處理成光滑潔面，用程度儀配合將鋼軌面調劑程度并固定。檢討時將電機轉子置于兩條鋼軌之上，用手推進轉子出口計量泵往返滾動屢次，每次待其靜止后，在轉子上面作上標志。用粘性物粘貼在著重地位的對稱點上，再對轉子進行屢次轉動直至轉子在隨便地位都能停滯時，確認電機轉子已抵達靜均衡狀況。以等效質量代替粘貼物，實現電機轉子的均衡任務。如采取上述方式仍不能處理問題時，就須要將電機轉子作動均衡測驗。上述兩臺電機即在轉子一側增添45－5g均衡分量后，振幅值減至0。05mm，用位移計測得振動速度值在2。1mm÷s左右。

　　

　　（3）對已正常運用過一段時光的電機，其振動起因要檢討軸承間隙能否過大，轉軸座固定螺釘能否松動，轉軸能否有磨損和曲折或某一部分繞組短路、氣隙不均，轉子與定子間環形間隙不平均個別不得超越10％。特殊值得注重的是，電機振幅值在靠近規范值時，即以為還在及格規模內的狀況下，帶負荷以后往往電機振幅值將超標，這是因為全部深井泵傳動體系振動的因素是互相影響并獨特作用的后果。

　　

　　2。泵體振源及判定

　　

　　（1）泵裝置及拆卸偏向引起的振動。泵體及推力瓦在裝置后的程度度和揚水管的垂直度超差將引起泵體的振動，同時這三個掌握值又有肯定關聯。泵體裝置完后，揚水管及泵頭（不包含濾網）總長為26m，均為懸空掛置，假如揚水管垂直度偏向過大，在泵轉動中必將形成揚水管及軸等猛烈振動。揚水管垂直度超差過大還將在泵運轉歷程中發作交變應力，引起揚水管的斷裂。深井泵拆卸完后，揚水管在總長度規模內，垂直度誤差應掌握在士2mm。泵的縱橫向程度誤差<0。05÷l000mm。對泵頭葉輪靜均衡允差不大于10g，組裝完后應有8－12mm高低串動間隙。裝置及拆卸間隙誤差是形成泵體振動的重要起因。

　　

　　（2）傳動軸的渦動。渦動又稱“甩轉”，是旋轉軸發作的一種自激振動，它既不具備自在振動的特性，也不屬受迫振動的類型。它的特性是軸在軸承間體現為回轉靜止，這種振動并不是在轉軸抵達臨界轉速時發作，而是在較大規模內發作且與轉軸自身的轉速關系較少。深井泵的甩轉重要由軸承光滑不充足引起，假如軸與軸承間的問隙較大，則回轉靜止方向與軸的轉動方向相反，這種狀況又稱軸的顫動。特殊是深井泵傳動軸很長，橡膠軸承和軸的配合間隙為0。20－0。30mm，當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，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等狀況下，更易涌現顫動。在某一剎時轉動著的軸頸與橡膠軸承在一點接觸，軸頸遭到軸承給它的切向力，設力作用方向與軸的轉速的方向相反，將此力向軸心平移，其力學效應相稱于一個反時針方向的轉矩和一個作用在軸頸中央的力，這個力平行于軸承壁接觸點的切線方向，并且有使軸頸下移的趨向，因此軸頸將沿軸承壁作純滾動，相稱于一副內齒輪，這樣就形成與軸旋轉方向相反的回轉靜止。這已被咱們在日常運轉中的狀況所證明，這種狀況連續時光稍長還會使橡膠軸承燒損。

　　

　　（3）超負荷引起的振動。泵體推力瓦采取錫基巴氏合金，其許可負載為18MPa（180kgf÷cm2）。泵體在起動時，推力瓦的光滑處于邊界光滑狀況。在泵體出水口獎勵別裝置有電動蝶閥和手動閘閥。在泵起動同時關上電動蝶閥，因為淤沙沉積形成閥板無法開啟或人為因素形成手動閘閥封閉，排氣不及時等，必將形成泵體的猛烈振動，并很快燒損推力瓦，如15＃、17＃泵即是如此。

　　

　　（4）出口湍流振動。在泵出口順次設置Dg500短管、止逆閥、電動蝶閥、手動閥、主管及水錘清除器，水的紊流靜止發作無規矩的脈動景象，加上各閥的阻撓，部分阻力較大，引起動量的變更及壓力的變更，作用于管壁上及泵體上使其振動，這能夠視察壓力表數值的脈動景象來解釋。紊流中脈動變更的壓力和速度場一直傳遞給泵體能量，當紊流的主頻率與深井泵體系的固有頻率相近時，體系就要排匯能量并引起振動。為增添這種振動影響，閥門應完整開啟，短管應有相應長度并加設支座。按此處理后，振動值顯著減小。

　　

　　（5）深井泵的扭振。長軸深井泵與電機的聯接采取彈性聯軸器，傳動軸總長24。94m。在泵運轉中，存在著不同角頻率的主振動的疊加。角頻率不同的兩個簡諧振動分解后的后果不肯定是簡諧振動，即泵體外部存在兩自在度的改變振動，這是不可防止的。這種振動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的進油油楔狀況下，咱們將原裝備隨機解釋書中規矩的68#機油更換成100＃機油，進步推力瓦光滑油的粘度，使推力瓦油液動壓光滑膜的形成和維持不被損壞。

　　

　　（6）裝在同一根梁上的泵互相影響引起的振動。深井泵及電機是裝置在兩根截面為1450mmx410mm的鋼筋混凝土框架梁上的，每臺泵與電機的集中質量達18t，兩臺相鄰泵在同一框架梁上的運轉振動，這又是一個兩自在度的振動體系，當其中一臺電機振動重大超標在不帶負載試運轉時，即彈性聯軸器不銜接而空轉電機時，另一臺正常運轉泵的電機振幅值升至0。15mm左右，此種狀況不易被覺察，應引起注重。