大型長軸深井泵振動故障與維修

 

泵站由2個內(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(jīng)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(guān)技巧性能參數(shù)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(zhì)：40Cr轉(zhuǎn)速：985r÷min推力瓦油溫：＜50℃冷卻水壓力：0。8MPa揚水管內(nèi)徑：500mm揚程：80m橡膠軸承光滑介質(zhì)：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(zhuǎn)子轉(zhuǎn)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(zhì)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(yīng)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(zhuǎn)中發(fā)作振動，在有條件時，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，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

　　

　?。?）轉(zhuǎn)子任務(wù)轉(zhuǎn)速能否靠近臨界轉(zhuǎn)速。能夠通過盤算電機軸的改變剛度及電機扭振頻率能否同電機臨界轉(zhuǎn)速、泵角頻率及電網(wǎng)頻率靠近發(fā)作共振。尤其是第一次運用的電機，發(fā)作振動故障時，要進行剖析盤算。電機轉(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。在剖析時還要斟酌到電機轉(zhuǎn)子的質(zhì)量不能簡化成集中質(zhì)量狀況，而是沿轉(zhuǎn)軸散布，因此剖析臨界轉(zhuǎn)速時應(yīng)剖析到二階和三階等重要臨界轉(zhuǎn)速。

　　

　?。?）電機轉(zhuǎn)子的不均衡。電機轉(zhuǎn)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(guī)范，III類機械應(yīng)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(zhuǎn)子的不均衡程度，咱們在現(xiàn)場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。檢討時將電機轉(zhuǎn)子置于兩條鋼軌之上，用手推進轉(zhuǎn)子出口計量泵往返滾動屢次，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稱點上，再對轉(zhuǎn)子進行屢次轉(zhuǎn)動直至轉(zhuǎn)子在隨便地位都能停滯時，確認電機轉(zhuǎn)子已抵達靜均衡狀況。以等效質(zhì)量代替粘貼物，實現(xiàn)電機轉(zhuǎn)子的均衡任務(wù)。如采取上述方式仍不能處理問題時，就須要將電機轉(zhuǎn)子作動均衡測驗。上述兩臺電機即在轉(zhuǎn)子一側(cè)增添45－5g均衡分量后，振幅值減至0。05mm，用位移計測得振動速度值在2。1mm÷s左右。

　　

　?。?）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(zhuǎn)軸座固定螺釘能否松動，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)形間隙不平均個別不得超越10％。特殊值得注重的是，電機振幅值在靠近規(guī)范值時，即以為還在及格規(guī)模內(nèi)的狀況下，帶負荷以后往往電機振幅值將超標(biāo)，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

　　

　?。?）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(guān)聯(lián)。泵體裝置完后，揚水管及泵頭（不包含濾網(wǎng)）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(zhuǎn)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(zhuǎn)歷程中發(fā)作交變應(yīng)力，引起揚水管的斷裂。深井泵拆卸完后，揚水管在總長度規(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高低串動間隙。裝置及拆卸間隙誤差是形成泵體振動的重要起因。

　　

　?。?）傳動軸的渦動。渦動又稱“甩轉(zhuǎn)”，是旋轉(zhuǎn)軸發(fā)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(xiàn)為回轉(zhuǎn)靜止，這種振動并不是在轉(zhuǎn)軸抵達臨界轉(zhuǎn)速時發(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(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，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(xiàn)顫動。在某一剎時轉(zhuǎn)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(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)相稱于一個反時針方向的轉(zhuǎn)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(nèi)齒輪，這樣就形成與軸旋轉(zhuǎn)方向相反的回轉(zhuǎn)靜止。這已被咱們在日常運轉(zhuǎn)中的狀況所證明，這種狀況連續(xù)時光稍長還會使橡膠軸承燒損。

　　

　?。?）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(guān)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。

　　

　?。?）出口湍流振動。在泵出口順次設(shè)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(fā)作無規(guī)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(shù)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(dāng)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(yīng)完整開啟，短管應(yīng)有相應(yīng)長度并加設(shè)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(lián)接采取彈性聯(lián)軸器，傳動軸總長24。94m。在泵運轉(zhuǎn)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(yīng)的進油油楔狀況下，咱們將原裝備隨機解釋書中規(guī)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。

　　

　?。?）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(zhì)量達18t，兩臺相鄰泵在同一框架梁上的運轉(zhuǎn)振動，這又是一個兩自在度的振動體系，當(dāng)其中一臺電機振動重大超標(biāo)在不帶負載試運轉(zhuǎn)時，即彈性聯(lián)軸器不銜接而空轉(zhuǎn)電機時，另一臺正常運轉(zhuǎn)泵的電機振幅值升至0。15mm左右，此種狀況不易被覺察，應(yīng)引起注重。