立式长轴液下泵的振动原因及解决

 [摘 要]对立式长轴液下泵振动的原因进行了深入分析，结合施工管理及设备运行维护实践，解决了立式长轴液下泵振动的故障，实现了立式长轴液下泵设备长周期安全运行。

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立式长轴液下泵做为一种定型产品， 因具有耐用、维护方便等特点，在石化、医药等领域中有着厂 泛应用。但由于立式长轴液下泵安装及制造中的偏差，常造成机泵各种故障，尤以振动问题突出。机泵在运行中发生振动的危害性极大。振动严重超标， 不仅造成噪声大， 重要的是使零件被损坏，导致设备破坏甚至造成装置停产，经济损失较大。

1立式长轴液下泵基本参数

某炼厂水池采用2台长轴液下泵供水，在试运行中发现这2台泵振动强烈，测得的振动速度为2Imm／s。由JB／T8097—1999 《泵的振动测量与评价方法》可知，该液下泵的振动速度应为7．1mm／s以下，现场测得的振动值严重超标。

立式长轴液下泵泵组的技术参数如下：

额定流量：50m3／h；扬程：32m； 出口压力：0．32Mpa； 电机功率：llkw；转速：2950r／min：输送介质：含油污水。

立式长轴液下泵的泵轴由4段短轴组成， 轴段与轴段之间采用夹壳联轴器半分环的连接方式。在轴段的两端各有轴承支撑，其中在与泵体相连接轴段的一端为1套滑动轴承，其余为滚动轴承。第1～3段轴的轴长相同，每段轴长约为1．1m，而与泵体连接的第4段轴轴长约为1．4m。

2立式长轴液下泵振动原因分析及控制措施

鉴于该类型立式长轴液下泵为长期定型产品， 因此可以基本排除设计方面的原因。结合以往使用中的实践， 产生振动的原因主要由安装和制造两方面的原因导致。

2．1安装质量分析及控制

由于安装质量原因导致立式长轴液下泵机泵振动的概率非常高，因此先从立式长轴液下泵安装质量进行分析。

 (1)立式长轴液下泵安装时基础板未找平找正。如果安装时未进行基础的找平工作，安装板与基础接触将出现间隙，接触不完善，造成泵运转过程中出现振动现象。控制措施为：基础板找正找平，用垫铁选好着力点， 设置于基础螺栓附近至少应有一组垫铁，但对称布置，在接缝处两侧也应各垫一组垫铁。

(2)立式长轴液下泵叶轮流道内存有夹杂物。吸入口吸入杂质，会堵塞一部分流道，叶轮与蜗壳的摩擦损失加大。在此情况下， 电机输出扭矩增大，导致电机电流增大， 从而使振动加剧。控制措施为：在吸入端增加过滤装置，防止杂物进入，并定期进行清理。

(3)立式长轴液下泵管道配置不合理产生应力变形。控制措施为：泵的进口管段应避免弯曲和积存空气，避免管道应力对泵产生影响。管道配置时应尽可能避免管道应力、变形应力和管道阀门的重量作用到泵体上。

2．2立式长轴液下泵制造质量分析与控制

立式长轴液下泵的制造质量出现问题， 同样会导致振动发生。从制造的源头上控制泵的质量，可以很好地控制泵的振动问题。特别是旋转部件的制造精度及动、静平衡试验。在静平衡中，转子的质量重心要尽量精确地放到靠近泵轴的旋转轴心上，从而消除离心合力。动平衡在动平衡机上进行，它使泵转子的旋转轴成为一根惯性主轴，使离心合力矩降低到可以接受的范围内。

(1)立式长轴液下泵同轴度失调引起振动。同轴度包括泵的所有回转部件，如泵轴、轴承座、联轴器及轴承精度等，这些都需要机加工的精度来保证。控制措施为：制造的回转部件的同轴度应达到标准规定的要求。

(2)立式长轴液下泵叶轮及泵轴精度不够引起振动。

泵轴表面粗糙度不合要求，尤其是密封和轴封部位，叶轮的过流面粗糙度不符合要求，材质分布不均等都将引起振动。控制措施为：制造叶轮和泵轴的精度应符合标准的要求，泵轴的表面粗糙度(尤其是密封和轴封部位)、轴的热处理质量及叶轮的过流面粗糙度等，都应符合标准，不能存在热裂、气孔、砂眼及其它缺陷。

另外从增大轴径，缩小支撑之间跨距或者增加支撑，控制滑动轴承与轴套之间的径向间隙，可在一定范围内降低泵的振动。

3立式长轴液下泵振动故障处理

从以上分析中， 可看出：立式长轴液下泵振动产生的原因集中在安装及制造环节，为此从这两方面着手进行处理。

3．1立式长轴液下泵安装质量方面的处理

在确定轴承密封室已加注润滑油后，初步怀疑是由安装质量引起的振动。因为安装质量出

现问题导致的泵体振动是见也是较容易解决的。

(1)立式长轴液下泵基础板未找平引起振动。对基础板重新进行找平加固，但效果仍不理想，振动依然强烈。

(2)立式长轴液下泵由于垂直度引起振动。如果垂直度出现问题，那么在泵运转时，只要泵体有较小的振动，振动通过长轴传递到操作平台处，振动将被放大。处理方法：在安装板下加垫一圈橡胶并用螺栓紧固， 此时的泵相当于悬空状态，如果仍振动，可以基本排除安装质量问题。经试运转，振动依然强烈，没有得到减轻。此时基本排除由于安装板未找平或轴的垂直度问题。

(3)立式长轴液下泵吸入口是否存在杂质。在随后的拆检中，发现吸入口处及叶轮与蜗壳之间确有塑料袋等杂物存在，将杂物清理干净重新装配后再次试运行，振感仍强烈，但稍有减轻。可以判断存在过流因素的影响，但并不是引起振动的主要原因。

3．2立式长轴液下泵制造质量方面的处理

在安装质量方面没有找到原因的情况下，开始考虑制造质量引起的问题，尤其是不平衡问

题。之后采用实验手段进行验证。将电机分别与第1～4段轴进行连接试运行，其结果显示只有在将泵体及所连带的第4段轴安装运行时，才有明显的振动现象。可以肯定振动的主要根源出在泵体及所连带的这段轴上。振动主要来自转子部分(轴、叶轮、锁紧帽等转动件)， 因此如果进行机械平衡试验，效果将会大有改观。由制造厂征求反馈的平衡试验信息得知，与泵体相连的第4段轴跳动异常。

检查发现， 由于同类型的立式长轴液下泵与泵体相连接的每段轴轴长约为1．1m，而第4段的轴长为1.4m，加工过程中形位公差使用错误，导致形位公差与要求不符，导致振动发生。随后更换1根符合要求的轴重新装配，现场试运转测得振动速度为7．1mm／s，符合立式泵的有关规定。重新组装立式长轴液下泵并进行运转，运行状态良好。