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如何减轻机械的振动?

更新时间:2023-03-30   点击次数:609次
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一、从设计制造环节消除振动

1、机械结构设计方面注意的问题

①轴的设计:增加传动轴支撑轴承的数目,减小支撑间距、在适当范围内减小轴长,适当加大轴的直径,增加轴的刚度;当泵轴转速逐渐增加并接近或整数倍于泵转子的固有振动频率时,泵就会猛烈振动起来,所以在设计时,应使传动轴的固有频率避开电机转子角频率提高轴的制造质量,防止质量偏心和过大的形位公差。

② 滑动轴承的选择:采用无须润滑的滑动轴承;在液态烃等化工泵中,滑动轴承材料应采用具有良好自润滑性能的材料,比如聚四氟乙烯;在深井离心泵中,导流衬套选择填充聚四氟乙烯、石墨和铜粉的材质,并合理设计其结构,使滑动轴承的固定可靠:叶轮密封环和泵体密封环处采用摩擦因数小的摩擦副,比如M20IK石墨材料一钢;限制最高转速;提高轴瓦承载能力及轴承座的刚度。

③使用应力释放系统。对于输送热介质的离心泵,设计时,应使由泵体变形而引起的连接件之间的结构应力得以释放,比如在泵体地脚螺栓上面增加螺栓套,避免泵体直接和刚度很大的基础接


2、离心泵的离心力设计注意事项

①合理地设计离心泵叶轮及流道,使叶轮内少发生汽蚀和脱流;

② 合理选择叶片数、叶片出口角、叶片宽度、叶片出口排挤系数等参数,消除扬程曲线驼峰;

③泵叶轮出口与蜗壳隔舌的距离,有资料认为该值为叶轮外径的十分之一时,脉动压力最小;

④把叶片的出口边缘做出倾角(比如做成20°左右),来减小冲击;

⑤保证叶轮与蜗壳之间的间隙;

⑥提高泵的工作效率。同时,对泵的出离心流道等相关流道进行优化设计,减少离心力损失引起的振动。

⑦合理设计各种泵的进口段处的吸入室,以及压缩级的机械结构减少压力脉冲,可以保证流场稳定,提高泵的工作效率,减小能量损失,也可以提高泵的振动动态性能的稳定性。

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3、汽蚀振动是泵振动的很重要的一部分。当泵的入口压力低于相应温度下的饱和压力时,会发生伴随剧烈振动的汽蚀。减小汽蚀的措施包括:

①确定离心泵的安装高度时,使装置的有效汽蚀余量大于泵的最小装置汽蚀余量;

②适当加大进口管直径,缩短进口管长度,减少管路附件,通流部分断面变化率力求最小,降低管壁的粗糙度;

③减少弯头数目和加大管道转弯角度;

④降低离心泵的工作转速;

⑤采用抗空化汽蚀的材料,比如不锈钢,或在容易发生汽蚀的部位涂环氧树脂;

⑥进口流道设计要合理,力求平滑,使进入叶轮的离心流体速度和压力分布均匀,避免局部低压区

⑦提高制造加工质量,避免因为叶片型线不准确造成局部流速过大,压降过多;

⑧提高泵装置的抗汽蚀性能,包括在泵的进口处设置离心力增能器,或采取增能器的结构,提高泵的吸入压头,从而提高泵装置汽蚀余量;增加几何倒灌高度;

⑨尽量减少进口管路离心压头损失;


4、基础的设计:

①基础的重量应为泵和电机等机械重量总和的三倍以上;


②离心泵的基础应具有相当的强度;


③电机支架与基础最好做成一体或做成面接触;


④在泵和支架之间设置隔振垫或隔振器。


⑤在管路之间采用减振材料连接,减少管路布置,可以消除弹性接触和离心力损失带来的振动。




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5、从安装和维护过程消除振动

①轴和轴系安装前检查离心泵轴、电机轴、传动轴有没有弯曲变形、质量偏心的情况,若有,则必须矫正或者进一步加工;检查与导轴承接触的传动轴,是否因弯曲而摩擦轴瓦或衬套而使自己受激力。如果监测表明,轴实际上已经弯曲了,则矫正泵轴。同时,检查轴承间隙值,若该值过大,则表明轴承已磨损,需更换轴承。

②叶轮:动、静平衡是否合格。

③ 联轴器:螺栓间距是否良好:弹性柱销和弹性套圈结合不能过紧;联轴器内孔与轴的配合是否过松,若太松,可采用诸如喷涂的方法来减小联轴器内径直至其达到过渡配合所要求的尺寸,而后将联轴器固定在轴上。

④滑动轴承间隙值是否符合标准;各处润滑是否良好;提高泵的轴瓦检修工艺离心平,严格遵循先刮瓦、后研磨、再刮瓦的循环程序保证轴瓦与轴颈的接触面积达到规定的标准:

a.泵轴颈与轴承间隙值,通过更换前后轴承、研磨、刮瓦、调整等手段达到合格。

b.泵轴承体与轴承箱球面顶间隙值合格。

c.泵轴轴承下瓦和泵轴轴颈接触点及接触角度:标准规定下瓦背与轴承座接触面积应在60%以上,轴颈处滑动接触面上的接触点密度保持在每平方厘米2~4个点,接触角度保持在60“~90"。

⑤ 支架和底板:及时发现有振动的支撑件的疲劳情况,防止因为强度和刚度降低造成固有频率下降。

⑥间隙和易损件保证电机轴承间隙合适;适当调整叶轮与涡壳之间的间隙;定期检查、更换叶轮口环、泵体口环、级间衬套、隔板衬套等易磨损零件。


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6、消除由干泵的选型和操作不当引起的振动

①两泵并联应保证泵性能相同。

②泵性能曲线应为缓降型为好,不能有驼峰。使用时要注意:消除导致离心泵超载的因素,比如流道堵塞;

③适当延长泵的启动时间,减小对传动轴的扰动,减小转动部件和静止零件之间的碰撞和摩擦,以及由此引起的热变形;

④对于离心泵的滑动轴承,启动过程中应加足预润滑油,避免干启动;

⑤定期向需要注油的轴承适量注油;

⑥对于长轴液下离心泵,因为轴系存在着扭转振动,若使用的有推力瓦,则受损伤的主要是推力瓦,这时可以适当提高润滑油的粘度防止液体动压润滑膜的破坏。

⑦为了防止泵的振幅过大,还可以使用测量分析振动状况来确定离心泵的最佳工作参数。


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7、消除由干泵的选型和操作不当引起的振动

①两泵并联应保证泵性能相同。

②泵性能曲线应为缓降型为好,不能有驼峰。使用时要注意:消除导致离心泵超载的因素,比如流道堵塞;

③适当延长泵的启动时间,减小对传动轴的扰动,减小转动部件和静止零件之间的碰撞和摩擦,以及由此引起的热变形;

④对于离心泵的滑动轴承,启动过程中应加足预润滑油,避免干启动;

⑤定期向需要注油的轴承适量注油;

⑥对于长轴液下离心泵,因为轴系存在着扭转振动,若使用的有推力瓦,则受损伤的主要是推力瓦,这时可以适当提高润滑油的粘度防止液体动压润滑膜的破坏。

⑦为了防止泵的振幅过大,还可以使用测量分析振动状况来确定离心泵的最佳工作参数。


泵振动的诱因包括机械的、离心力的和电力的原因。振动控制综合反映了机械加工工艺、机械安装人员的操作水平、离心泵操作人员的素质,离心泵设计软件的功能、各部分材料性能状况、监测仪器的性能。实际工作中,排除振动要结合经验和理论分析,将振动机理分析和实际检测仪器得到的数据结合起来。很多振动可以通过提高设计和安装质量,提高操作离心平,加强日常维护予以消除。伴随着新材料技术的发展和新工艺的出现,以及电子计算机技术与数值方法和流体力学基础理论的进步,加上振动噪声诊断技术的兴起和发展,离心泵的设计、使用、维护水平必将蒸蒸日上,性能也一定会日趋优化动态性能也会日趋稳定。