技术应用
水泵振动故障的有力解决
2012-08-23 10:38  

  我厂机组配备的给水泵均是采用液力偶合器来改变给水泵转速,以适用单元机组的启动工况,整个给水泵组由前置泵、电机、液力偶合器和主泵四台设备构成,一旦在运行中某一台设备出现振动值超出标准范围的情况,势必会影响其余设备的运行状况,牵一发而动全身,这就需要我们及时处理,给水泵振动实例分析转子质量不平衡引起的振动根据统计,在汽轮发电机组的振动中,由于转子质量不平衡而引起的振动约占左右,这类振动问题,一般只需对转子找好平衡就可解决,但是因为在制造和运行中引起质量不平衡的原因很多,这就需要我们进行认真分析和判断,常见的原因主要有转子上的装配部件在机械加工时内孔与转动中心不同心,或装配部件质量对转动中心不对称,转子上的装配部件在运行中有不均匀的磨损情况,转子锻件在加工及热处理过程中有过大的残余变形,引起转子永久性挠曲,在检修时,如果在转子上进行拆装零部件、更换连轴器零件、车削转子轴颈或进行直轴等工作时,也可能破坏转子的平衡而引起振动,绝大多数情况下,由转子质量的不平衡离心力引起的振动,其振幅同不平衡质量成正比,不随负荷大小及吸人口压力的高低而变化,振动频率等于转子的旋转频率,振幅及相位始终保持常数而与机组的负荷工况无关,我们以机甲给水泵液力偶合器发生的振动为例,机甲给水泵液力偶合器在运行中出现振动值严重超标现象,不稳定随机性的*大水平振动幅值甚至达到以上,基于给水泵无论是在振动幅值严重超标状态下维持运行,或是作为给水泵运行中的连锁备用,均无法保障机组的安全稳定运行,需要及时处理,我们对液力偶合器进行振动值的跟踪测量,附表一给水泵转速为转分偶合器偶合器偶合器瓦一瓦肠田上以迎月位几列同时我们也对液力偶合器与电动机均进行了稳态和变速状态下的实时监测,从振动频谱分析中我们发现尽管电动机转子平衡精度稍差,但不是引发随机振动故障的主导因素,振动故障主要反映为偶合器的箱体、涡轮侧和泵轮侧的轴瓦振动较大,在实际运行中偶合器箱体也是呈低频摇摆振动,涡轮侧轴瓦振动*为突出,将液力偶合器箱体与基础台板间重新加工配置了整体垫片,提高整体连接刚度以消除箱体的振动,勺管传动轴处发现有磨痕,予以更换,严格检修中的各项技术工艺,如联轴器中心调整等工作,但是这些措施都未*终将振动降至合格范围内,附表二给水泵转速为书加转分偶合器偶合器偶合器偶合器瓦一瓦,“的班刃刃口土刊,以巧韭”考虑到液力偶合器的动力传递是依靠挠性联轴器由电动机传给液力偶合器的齿轮传动装置,液力偶合器齿轮传动装置被用于高速给水泵的无级变速控制,通过输人轴和泵轮轴之间的一副齿轮装置完成泵轮轴的增速,而扭矩的传递是由旋转筒体中从泵轮流到涡轮去的工作油来完成的,通过勺管来控制工作油量的多少,从而调整主泵的转速来调整给水泵的流量,涡轮轴和泵轮轴由旋转筒体连接后均是一端悬空工作,悬空端由轴瓦支撑,因此我们将偶合器的涡轮轴和泵轮轴送至厂家试验台作高速动平衡,发现涡轮轴上存在着动不平衡,予以消除,修后我们测量发现液力偶合器振动值已经全部在合格范围内,附表三给水泵转速为转分偶合器偶合器偶合器瓦一瓦以拓巧力加〔田土皿工以为处理后经过长时间的运行实践。

   机甲给水泵液力偶合器运行稳定,整体振动水平良好,说明装配部件的质量不平衡直接影响设备的振动,由于中心不正引起的振动中心不正引起的振动主要是由于两个转子之间联轴器中心偏差过大,联轴器端面的平行度不好,或是联轴器有缺陷而引起的,振动频率等于转子的转速,跟机组的运行工况无关,在国内外许多振动资料中都提到中心不正,而且都是作为机组振动故障主要原因列出的,因此现场一旦发生振动,传统的做法是①查轴瓦乌金接触②查轴瓦紧力③查机组中心,俗称处理机组振动的“三斧头”,造成中心不正的主要原因如下水泵在检修后找中心不合格,水泵试转时就会产生振动,这种情况应重新进行中心找正工作,轴承磨损也会使中心不正,此时振动是逐渐增大的,必要时应尽早修复或更换,联轴器的螺栓配合状态不良,都会影响中心的对正而使振动逐渐加大,轴承架刚性不好,也会造成泵轴的中心不对等等,现以机乙给水泵主泵发生的振动为例,机乙给水泵主泵在运行过程中发现轴头瓦处振动偏大,尤其是垂直方向的振动严重超标,*大值甚至为,直接影响到机组的安全稳定运行,急需处理,采取的处理方法首先是拆开两端轴瓦进行检查,未发现轴瓦本身有异常,重新检查了轴瓦的间隙和紧力也没有发现问题校正了主泵平衡管上残余的管道应力,以消除管道应力对中心的影响重新更换了主泵的芯包,并在联轴器找中心后紧固主泵四个猫爪处的地脚螺丝,消除未紧固到位对中心造成的影响我们还将碎的地脚垫片换成整垫,减少了地脚垫片的层数,以上这些措施都是为了消除对联轴器中心造成的不利影响,而且这些措施执行后在试泵时发现振动值有所下降下降了丝,但是随着机组运行一段时间以后,轴头瓦处的垂直振动值又呈逐渐增大趋势,需要重新找原因。

   考虑到机乙给水泵主泵与液力偶合器之间的联轴器为叠片式挠性联轴器,仔细检查泵侧和偶合器侧的两半对轮,修整对轮螺丝,并仔细核对各个叠片的尺寸,发现原对轮螺丝眼中与后换一片叠片的螺丝眼中不相符,数值相差为巧,就是这一微小差距造成了对轮在安装紧固中出现别劲现象,以致使找好的联轴器中心发生偏移,从而造成了轴头瓦处的振动偏大,针对这一情况作了处理后,基础及泵座不良引起的振动这方面引起振动的原因简单地讲就是由于基础的下沉使转子中心改变,将会引起泵的振动若基础的固有频率不大且与泵的转速一致,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,知道共振分为支撑系统共振和系统部件共振两种,前者是激振力通过支撑系统输人振动系统,当支撑系统的自振频率与激振力频率符合时而产生的的一种共振,例如轴承座某一方向的自振频率与激振力频率相符而产生的共振后者是振动系统内某一部件自振频率与激振力频率相符而产生的共振,例如转子临界转速、大直径管路等等,这两种共振使轴承振动增大的机理不同,前者是由于支撑动刚度降低,在激振力一定时使振幅增大后者是由于部件共振,使振动惯性力增大并作用于轴承或基础,在支撑动刚度不变的情况下,由于激振力增大而使其振幅增大,在机组振动中这两种共振都会发生,现举一个支撑系统共振的例子,机甲给前置泵运行中观测到轴承水平方向振动偏大,在时振动值为,并伴有主泵人口压力摆动大的问题,该前置泵的结构为单级单吸悬臂式卧式离心泵,靠联轴器侧的轴承呈双列布置在轴承座中,其中一个是推力支撑轴承型号为,一个是单向球轴承型号为,悬臂端装有叶轮由锁母固定,这样的结构就要求轴承座有足够的强度能承受整个前置泵的重量,针对振动情况特地在该泵前猫爪支撑处作了一个专用的加工工具对其进行加固,加固后振动情况有所好转,由原来的价降至,但是在机组低负荷运行时仍然出现较大的振动值,在机组高负荷运行时振动值又恢复至合格范围内,更换备用泵,严格对联轴器找中心后重新启动泵,勤观测轴承振动情况,发现前置泵只有在深调时水平振动大,经过研究决定对该泵的地脚进行彻底加固,在原有的地脚支架两侧焊接两块后的钢板,将支架由槽钢进行加固,从监测中发现由于焊钢板造成该泵标高降低了,再一次说明该泵存在着基础支架刚度不够的问题,给前置泵猫爪处加了的垫后重新试泵检查振动情况,发现转速在时水平振动值为以刃,达到要求,结束语上面所举的例子都是讲给水泵由于机械原因引起的振动,从而产生设备故障。

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