供水循环泵的振动研究与噪声优化

杨家硕　刘雪媛　吕亚楠

【摘 要】供水泵广泛应用于家居，工业等不同领域，随着其系统运行产生的振动和噪聲是不可避免的，本文综合概述了对于降低供水泵的不必要振动带来的噪声的方法，简单介绍其应用方式。在我们的供水系统运行中经常面临的一个问题是振动和噪音。特别是近些年来变频供水技术的发展其在技术上的凸显越发明显。设计上的缺陷，以及施工人员错误的安装，都可能带来危害，长期的振动必将导致故障率的提升，最终影响工作效率乃至机器元件的使用周期，最严重的是恶化我们的生活环境，影响我们的身心健康。泵存在振动是不可避免的，我们只能减轻振动，通过措施减轻振动，来减轻其危害

【关键词】供水泵；减振；减噪

中图分类号： TM921.51 文献标识码： A 文章编号： 2095-2457（2018）06-0115-002

【Abstract】The water supply pump is widely used in different fields such as home and industry.As the vibration and noise generated by the system operation are unavoidable，this article comprehensively outlines the method to reduce the noise caused by the unnecessary vibration of the water supply pump.Describe its application.One of the problems we often face in the operation of our water supply system is vibration and noise.Especially in recent years，the development of variable frequency water supply technology has become more and more obvious in terms of technology. Defects in design and the wrong installation of construction personnel can all lead to hazards.Long-term vibration will inevitably lead to an increase in the failure rate，ultimately affecting the working efficiency and even the life cycle of the machine components.The most serious is the deterioration of our living environment.Affect our physical and mental health. The vibration of the pump is unavoidable.We can only reduce the vibration and reduce the vibration through measures to reduce the damage.

【Key words】Water supply pump；Vibration reduction；Noise reduction

对泵体产生振动和噪声的原因分析。

1 泵体振动产生机理

泵体的振动一般分为内部原因和外部原因。

1.1 内部原因

由电机结构间松动引发振动，离心泵叶轮受不平衡力引发振动，平衡装置失效，泵体内部零件损坏。内部不见得故障不易于发现，通过频谱分析，可有效快速判断故障的原因。

电机结构部分松动，轴承定位装置松动，铁芯硅钢片过松，轴承刚度因磨损而下降，会引起振动。由质量偏心、转子弯曲或质量分布引起的质量分布不均匀，造成静、动平衡超标。

电机定子绕组，由于安装工序的操作质量问题，造成各相绕组之间的电阻不平衡，因而导致产生的磁场不均匀，产生了不平衡的电磁力，这种电磁力成为激振力引发振动。

离心泵叶轮的质量是偏心的。在叶轮制造过程中，质量控制不好，如铸件质量和加工精度不合格，或液体输送有腐蚀性，叶轮路径受到侵蚀和侵蚀，导致叶轮偏心。离心泵的叶片数、出口角、袋角、叶轮与叶轮出口之间的径向距离是合适的。当叶轮口环和离心泵的泵体环的使用，中间套管和隔套之间，最初的摩擦影响将逐渐变成机械摩擦和磨损，这将加剧离心泵振动。

1.2 外部原因

联轴器引发振动，传动轴及其辅助件引发振动，轴承及润滑引发振动，管道及其安装固定引发振动，基础松动，泵机组安装过程形成弹性基础以及减震器选择失误引发振动，水选型和变工况运行引发振动。

联接螺栓圆周间距，对称性被破坏；耦合扩展会产生偏心，偏心受力；耦合锥超差或动平衡不好；静态平衡耦合；跟紧和弹性柱销联轴器，由弹性功能丧失引起的弹性柱销联轴器不好；配合间隙过大轴耦合；耦合环耦合的机械磨损造成的性能下降的围裙；用于耦合从彼此的传输质量，螺栓。

传动架与基础之间的接触固定形式不好。基础和电机系统由于吸收、传递和隔离而振动能力差，导致基础和电机振动过大。泵或泵组基础松动，在安装过程中形成的弹性基础，或者由于石油水泡削弱了基础刚度，泵会产生振动和1800个临界速度的相位差，使泵的振动频率增加，如果增加的频率和频率接近或等于外部因素，它会造成泵的增加幅度。另外，基础螺栓松动导致约束刚度降低，加剧了电机的振动。轴承的刚度过低，导致第一临界转速下降，引起振动。另外，导向轴承的耐磨性差，固定不良，轴承间隙过大，容易引起振动。润滑油的选择不当、变质、杂质含量过多、润滑管道不畅通造成润滑失效，会导致轴承状态恶化，引起振动。电动机滑动轴承油膜的自激也会产生振动。

泵的出水管支架不够刚性，变形过大，使管道承受泵体压力，使泵體和电机受到中性破坏。这些都会引起泵和管道的直接或间接振动。

每台水泵都有自己的额定工况点，实际的运行工况与设计工况是否符合，对泵的动力学稳定性有重要的影响

2 泵噪声原因分析

由于泵的运行会有振动，异常的振动会产生噪声，泵吸时发生气蚀及气体分离，随着空泡崩溃，而发生“噼啪”的气蚀噪声，叶轮入口处的流速在圆周方向分布不均匀，因压力变化而产生噪声，泵房内噪声主要是两种噪声源：泵体自身运行产生的噪声和气体或液体在输送过程中产生的噪声，造成噪声污染的原因主要有以下原因：

2.1 设计布局不合理

我国《水泵隔离技术规范》规定，每个房间均不得安装在上、下、相邻的房间，防振、安静、要求不应安装。中国的《民用建筑隔声设计规范》规定：对于高层旅馆建筑、水泵、水箱及产生噪声的设备，而不需要一个相邻的安静的房间，不应设置在房间的上部，如必须设置时，应采取可靠的隔离措施。目前，许多锅炉房都与住宅楼相邻，甚至在住宅楼的地下室也是如此。

2.2 隔振措施不符合要求

减震器的选择，减震器的选择不当会导致减震弹簧变形过大甚至失去弹性形变，使减震器功能失效。

支架结构和选材，支架一般都是刚性连接，起不到隔振作用。

发动机运行过程中产生的噪声和气体/液体在运输过程中产生的气动噪声称为空气噪声，称为空传噪声.此类噪声级峰值主要集中在低倍频带，大约在100-450Hz的范围内。该声源在泵房正常运行时属于稳态噪声。管道噪声是指水流在管道中流动时所产生的噪声。另外，水泵的气蚀现象及停泵水锤现象也能够产生瞬时噪声。给水管道产生的噪声，受流速和压力影响。对周边环境造成噪声污染。

3 解决方案

针对于内部原因，通过对泵体进行解体检修，叶轮改造，更换损耗器件等方法进行消振。对于外部原因可以用在支架下方加垫铁找平，地脚螺栓调整，找正，更换润滑油，设计弹性隔振垫，或按照相关标准选择减振器等措施进行消振。

对于水泵的消振工作要建立在数据的采集分析，机泵的测点进行标记后，为保证数据的可对照性和准确性，在检测中要做到：测量仪器不变，单位设置相同测振时工况，外界环境，记录人员尽量保持一致或相似，震动检测周期尽量一致。

根据声学原理，对泵房的环境进行改造，将声源封闭在不精确的泵房内进行隔音处理，并对泵房的房间、门窗等进行隔声。

选择合适的减震器、气垫隔振器：一般由橡胶件制成，其振动频率特别低，其隔振效果优于钢弹簧。自然频率可以低至0.1到5赫兹。高频阻尼高，高频阻尼小。缺点是价格昂贵，负荷有限，必须定期检查。毛毡：在厚度大，柔软和不致受到过度静负载时，其隔振效果最好。由于阻尼系数较高，在共振时只放大四倍，加之阻抗大，且与大多数工程材料不匹配，故对减少声频范围内的振动传递特别有效。

将刚性连接的的支架，换成弹性连接的支架。

针对低频振动，设计了水泵、管道的隔振隔声技术，采用隔振隔声处理。从我们的实践得出，针对此类低频震动需要以多级隔振技术设计来隔断不同频率的震动传递。从而实现减震降噪的目标。

4 总结

1）机泵的振动75%是由内部原因引起，外部原因能够在很大情况下避免。

2）对于泵的振动应由外入内，由简入繁，由易入难的原则检测并按照相关方法进行消振。

【参考文献】

[1]王可，樊鹏.机械振动与噪声控制的理论、技术及方法[M].机械工业出版社.

[2]赵玫，等.机械振动与噪声学[M].科学出版社.

[3]李守博，南博.高层住宅生活水泵房噪声治理[J].武汉工程职业技术学院学报，2011，23（1）.

[4]葛剑敏，毛兴东，洪宗辉，李其根.水泵机组双层隔振降噪研究[J].噪声与振动控制，2003，23（2）：7-10.

[5]胡军华，武朝，石兆存.斜盘连杆式疏水泵组的噪声与振动试验[J].噪声与振动控制，2013.

[6]卜研，卢学军，王开和，温馨馨.隔振技术在管道减振降噪中的应用[J].轻工机械，2006，24（1）：155-157.

[7]卞晓峰，徐成裕.机泵振动分析与消振对策[J].石油化工设备技术，2012，33（5）：32-34.