离心式水泵的振动原因分析及防治

王钰栋 陈鹏

摘要：通过离心式水泵在日常运行过程中常见的故障，并针对不同的故障，分别从其产生的机理进行分析，对症下药，有的放矢，制定故障预防和处置措施，保证设备安全稳定运行。

关键词：离心式水泵;原因分析;振动;防治措施

引言：

作为一种日常生活中经常能见到的机械设备，离心式水泵应用非常普遍。在使用过程中，当出现异常振动时，容易造成事故。因此，在使用过程中，应当对造成异常振动的原因进行分析，并制定对应的防治措施，以便于故障排查处理。

一、离心式水泵简介

离心式水泵，简称“离心泵”，主要靠水的离心作用实现输水功能。

1、结构组成

主要由泵壳、叶轮、泵轴、泵架组成。

2、工作原理

叶轮转动带动泵体内的水作离心运动，在泵体工作腔室内形成真空，大气作用压将水远远不断压入泵体中，泵体工作腔室中的水被叶轮源源不断甩出，最终达到抽水目的。

二、振动原因分析

1、 流体方面

流體动力方面主要是指设备运行过程中流体流动引起的泵总振动，这主要是由于辅助管道和支撑泵体的支架的波动。流体振动可能是由两个原因引起的：一方面是在泵设计流区的特定运行模式下，泵实际运行出现偏差。特别是，泵流量面积意味着最大泵效率点的流量为70-120%。流量范围也可称为优先泵工作区。在此时间间隔内，泵的振动小于普通振动。但是，如果偏离这个区域，会导致更大的波动，另一方面，炸弹驱动计划是不合理的。如果必要的泵汽蚀余量（即NPSHr）不能满足装置实际运行汽蚀引起的振动，则该振动的频率可能达到每秒数万次。

2、机械方面

2.1 叶轮质量不平衡

叶轮质量不平衡包括了静态和动态上的不平衡。其表现的特点主要为：

（1）产生的振动，其振幅与叶轮转速平方成正倍数关系，转速增大，振幅也增大;

（2）叶轮上粘接的物质质量达到某一不可接受值时，会导致振动;

（3）叶轮转动时，轴心并非一个定点，而是发生了偏移。

2.2 转轴弯曲和轴承损坏

长期运行过程中，若泵体轴在外力或内应力作用下发生轻微变形，也会导致泵体振动;轴承润滑效果不良，也有可能产生振动; 另外，轴承运转过程中，因温度作用，微小变形积累，最终也会导致振动;

2.3 叶轮轴心不对中

轮轴不是叶轮轴和轴承轴之间的中心线，用轴承径向和轴向偏差表示。叶轮和轴承不在水平和垂直方向可以加倍努力，虽然润滑膜可以起到一定的缓冲作用，但当它不太大时，它可以损坏轴承，转子失去稳定性和异常摩擦。

2.4 联轴器不对中

离合器不分为三种情况：在平行接近中间的情况下，也就是说，在平行接近中间的情况下。离合器侧轴时出现偏差;偏差与中间不匹配使离合器伴随弯矩，轴转动一周，转动方向，并产生轴向振荡;对角偏差与中点不匹配，是上述两种类型的组合，使径向振荡和轴向振荡加倍。

此外，离合器的弹性块通常由橡胶制成，容易老化和断裂，导致泵振动增加，关键是定期检查并更换弹性块。

2.5 机械松动

叶轮螺钉和联轴器的固定松动，以及零件之间的耦合中断，都会导致设备产生更大的振动。定期检查机械松弛是防止设备故障的有效方法.

2.6 泵与原动机连接不对中

一般来说，当泵连接到主动机时，很容易作为轴分布平均和不均匀的原因出现。首先，中间不好。它被分割成一个角度并不能中和平行性.角是没有一定角度的，即是说，角是没有一定角度的。中心线是两个轴，因此会产生1x振荡，如果设备运行时离合器松动。而平行并不意味着两个轴的平行连接，它基本上会产生2x的径向振荡，而如果离合器松动，也会引起振动。如果这两种误差在实际工作那么振幅将是高频振幅，主而且在最坏的情况下，整个高频区将出现高振幅现象.第二，离合器不平衡。该机在离合器工作过程中增加偏心度，会产生偏心;如果离合器是静态平衡或动态平衡，在带有弹性销和连接器的设备中，刚性相互作用，即在设备运行过程中，容易使弹性销产生难以控制的调节功能。失去弹性调节功能会使离合器不能更好地镇定，因此离合器和轴会受到间隙的抑制。一般来说，如果泵没有连接到最初的动机，就会产生一系列的振动问题。

3 、汽蚀引起的振动问题

安装泵时，更准确地确定安装高度。安装时，有效空泡裕度应超过泵所需的最小空泡裕度。安装时可适当增大进气管直径，减小相应的进气管长度，减少管道钢筋，而改变流动部分的横截面需要最小的改变。在设计进水管时，需要平滑、合理。同时，在设备制造时，如果由于制造质量不足，如叶轮叶片形状不理想，就会导致某一区域内的流量过大，然后会有太多的压差。

4、处置对策

4.1 遵循相应的设计原则

在实际应用中，离心泵必须遵循相应的设计原则。

（1）泵的设计应与其实际工作环境相匹配;在设计泵流量区时，必须考虑泵的实际工作情况，降低泵的振动值。

（2）应进行模型分析，模型的设计要以实际经验为依据;

（3）设计时应尽量避免泵的气蚀，汽蚀余量应匹配充足;

（4）尽量采用滑动轴承;滑动轴承抗震效果优于滚动轴承。

（5）选用刚性较大的材料作为泵轴材料，避免泵轴变形。

4.2 防治措施

当出现振动时，应从以下方面进行排查治理，具体措施如表1所示。

轴和轴系的问题 安装前检查水泵轴，电机轴以及传动轴是否出现了弯曲变形和质量问题的情况;检查轴端的间隙值，如果轴承磨损则及时地更换轴承;检查主要的技术指标，直径精度和几何形状的精度，相互位置的精度，表面粗糙度等，使其符合相关的设计

联轴器机械松动 检查叶轮和联轴器的固定螺丝以及零件之间的配合

气蚀 正确确定泵的安装高度;尽量提高泵的安装高度;尽量提高泵进口的压力，增大叶轮进口面积，降低流速，采用杭气蚀材料

合理安装管道，

减少振动源 连接要牢固，并没有支撑，不漏水不进气，适当加大进水管直径，在泵进水口，不宜装弯管，出水管路要固定且支撑好，出水管及附件尽量减少

消除由于泵的选

型和操作不当引

起的振动 两泵并联保证泵性能相同，泵性能曲线应为缓降型;使用时注意消除导致水泵超载的各项因素，同时对滑动轴承在使用的时候进行相关的润滑

日常监测维护先

进仪器 认真对比各项参数，提前发现其中可能存在的项问题;制定具体的消除措施，在萌芽状态将各种隐患及时解决

结束语：

本文通过对离心式水泵振动原因的分析，根据不同的原因，制定对应措施，以便于日常运行过程中，出现振动故障时，能够根据振动特点，采取科学可行的方法，找到故障点，并采用有效的方法，解决故障。

参考文献：

[1]郭鹏飞.离心式水泵的振动原因分析与防治[J].当代化工研究，2020（11）：76-77.

[2]谭伟城.离心式水泵振动监测与故障诊断[J].机械工程与自动化，2011（03）：127-128.