泵典型故障的分析与处理
阅读：3407发布时间：2011-8-5
在水泵的运行过程中，常由于各种因素的影响而引起水泵的振动和轴弯曲现象，严重地影响了水泵的稳定运行，甚至还会造成设备的损坏。本章即对这些故障的处理提出一些建议和方法。
*节振动的处理
水泵的振动原因十分复杂，但可大致地分为水力振动和机械振动两大类。
一、水力振动
水力振动主要是由于泵内或管路系统中水的流动不正常引起的。产生水力振动的原因主要有水力冲击、压力脉动及汽蚀等。
1.水力冲击引起的振动
水流由叶轮叶片的外端经过导叶或蜗壳泵舌头部附近时，就会产生水力冲击，且冲击的程度随水泵转速和尺寸的加大而增高。当这一水力脉冲传至管路系统及基础上时，（热水循环泵）就会产生噪声和振动；若这个水力脉冲的频率和泵轴、管路系统或基础的固有频率相近，将会产生更为严重的共振。
水力冲击引起的振动的频率，是叶片数和泵轴转速的乘积或是其倍数。
防止水力冲击而引起的振动的方法有：
（1）适当地增大叶轮外直径与导叶或泵壳舌部内直径的距离，即放大叶轮出水口的间隙。
（2）变更流道的型线以缓和冲击。
（3）水泵总装时，应将各级叶轮的叶片出口边按一定的节距错开，同时导叶片的组装位置方位不要相互重叠，而是按一定顺序错落布置，这些措施都将会减轻水力脉冲。
改变管路系统的共振频率不能减小泵的水力冲击，只有在水泵的水力设计上想办法降低叶片脉冲的强度才能根本解决问题。
2.压力脉动引起的振动
高压给水泵有设计规定的允许zui小流量，若低于此流量运行，则会导致叶轮中的流动恶化，甚至在叶轮的进、出口处产生内部回流，形成局部的涡流区和负压并沿圆周方向旋转。由此而引起的压力脉动使泵的压力高低不定、流量时大时小，并且会引发压水管路的剧烈振动和类似喘气的声响（即“喘振”现象）。我们把上述这种现象称为“旋转失速”，（高温泵）其振动的频率约在O.1～10Hz的范围。
压力脉动的产生必须同时具备下列三个条件：
（1）性能曲线出现驼峰部分，且恰好在泵的运转范围之内。对高压给水泵，则在曲线的关死点附近易于形成向右上方倾斜的部分。
（2）泵的压出管路中有积存空气的部位。
（3）调节阀等节流装置位于上述可积存空气的部位之后。
根据前述的几个条件，防止水泵发生压力脉动的主要方法有：
（1）改善水泵的设计，如适当地减小叶片出口角，使泵的曲线成为只向右下倾斜的曲线。
（2）布置管路时不要有起伏并保持一定的斜度，以免压出管内积存空气。另外，尽量把调节阀、流量计等节流装置放在靠近泵的出口处安装，以确保泵和这些节流装置叠加后的性能曲线没有向上倾斜的部分，从而减少产生压力脉动的危险。
（3）装设再循环管来改善泵在低负荷工况下的运行，使泵内的流量始终不低于泵的曲线中向上倾斜部分的流量。
（4）在运行中负荷减小时，若几台泵并联运行，则应尽量提前停掉富裕的水泵，保证其余的泵在正常流量下运转。
3.因汽蚀而引起的振动
高压给水泵的汽蚀主要在大流量时发生，并引起泵的剧烈振动和发出噪声。由汽蚀引起的振动的频率约为600～25000Hz。在设计和运行中可采取如下措施加以防止：
（1）除氧器水箱的容量应满足给水泵急剧增减负荷时的需求，除氧器水箱与给水泵的标高差应适当地增大，以确保泵入口有足够的富裕压差。
（2）水泵的吸人管路应尽可能地缩短，以减少吸入管的阻力损失，并且避免有较长的、水平的吸入管段。
（3）运行中的负荷变化应尽量平缓，一旦发生汽蚀，应适当地减小流量或降低转速。
二、机械振动
机械振动是由于各种机械原因而引起的振动，造成的原因主要有：
1.回转部件不平衡引起的振动
回转部件不平衡是泵轴产生振动的zui可能原因，其特征是振动的振幅不随负荷大小及吸入口压力的高低而变化，而是与水泵的转速相关，泵轴的振动频率和转速高低相一致。
造成回转部件不平衡而振动的原因很多，如随着运行中的局部腐蚀或磨损使振动逐渐增大，又如回转部件局部破坏及杂物堵塞而引起的振动等。
为确保回转部件的平衡，对低转速泵可以只做静平衡试验，而高速泵则必须分别进行动、静平衡的检查。
2.中心不正引起的振动
如果水泵与原动机联轴器中心不正或端面平行度不好，就会因水泵与原动机的结合状态不平衡而产生强制性振动。通过单独试转原动机而不振动，这时就可能是联轴器中心不正。造成中心不正的原因有：
（1）水泵在安装或检修后找中心不正，试转时就会产生振动。这种情况应重新进行找正工作。
（2）暖泵不充分而造成水泵因温差引起变形，从而使中心不正。应选择适当的暖泵系统和方式以增强暖泵的效果。
（3）水泵的进出口管路重量若由泵来承受，当其重量过大时，就会使泵轴中心错位，这样在泵启动时就开始振动。所以在设计或布置管路时，应尽量减少作用于泵体上的载荷及力矩。
（4）轴承磨损也会使中心不正，（热油泵）此时振动是逐渐增大的，必要时应尽早修复或更换。
（5）联轴器的螺栓配合状态不良或齿形联轴器的齿轮啮合状态不佳，都会影响中心的对正而使振动逐渐加大。
（6）轴承架刚性不好，也会造成泵轴的中心不对。
3.联轴器螺栓加工精度不高引起的振动
在这种情形下，只有部分螺栓承担全部的扭矩，从而使原本没有的不平衡力传至泵轴上引起振动。此时振动的频率等于转速，振幅则随负荷的增加而变大。
4.因动、静部件摩擦而引起的振动
如果由于热应力而使泵体变形过大、泵轴弯曲，或是其他原因使泵内动、静部件接触，则接触点的摩擦力作用于转子回转的反方向上，迫使转子剧烈地振摆旋转。这是一种自激振动，与转速无直接关系，其频率等于转子的临界速度。
5.因泵轴的临界转速引起的振动
如果水泵的工作转速接近其临界转速，就会产生共振。所以在设计时，需将泵的工作转速与临界转速错开，留有一定的安全距离。在泵的使用中，还应考虑管路支持不当、地脚螺栓松弛和轴承座刚度变化等因素对水泵转子固有频率的影响。
此外，还必须注意水泵和原动机连接以后临界转速的改变。
6.因油膜振荡引起的振动
这是滑动轴承上因油膜的作用而发生的一种自激振荡，其频率等于转子的一半转速或转子的临界转速。
消除油膜振荡的方法是使泵轴临界转速不在其工作转速的一半以下。另外，还可选择适当的轴承长径比，（油泵）合理地布置油楔和改变油膜的刚度等。
7.因平衡盘不良引起的振动
由于平衡盘设计的稳定性差，在运行工况改变时就会产生左右的晃度，造成泵轴有规则的振动和动、静盘的磨损。
为增加平衡盘工作的稳定性，可采用调整平衡盘*间隙及第二间隙的数值，在静盘上增开方形螺纹槽以稳定平衡盘前水室的压力，调整平衡盘内外直径的尺寸等方法。
8.基础及泵座不良引起的振动
由于基础的下沉使转子中心改变，将引起泵的振动；若基础的固有频率不大且恰与泵的转速一致，就会产生共振。
另外，泵座本身的刚性不好，则其抗振性差也易于引起振动。
9.由原动机引起的振动
驱动水泵的各类原动机由于自身的特点，也会产生振动。这样，与水泵连接后就会引起泵的振动。
