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水泵故障排查系列專題二：振動異常
2021-10-16 13:51:54泵友圈
水泵的使用壽命離不開定期巡檢，巡檢過程主要是通過水泵外在的運行表現(xiàn)來判斷水泵情況，從而發(fā)現(xiàn)水泵異常。大多數(shù)異常并非是水泵發(fā)生了不可逆的損傷，如果可以第一時間診斷故障，進行維護，水泵可以恢復(fù)到正常運轉(zhuǎn)。



水泵異常主要有以下五種表現(xiàn)：


  • 噪聲異常
  • 振動異常
  • 性能異常
  • 溫升異常
  • 其他異常


振動異常主要是指水泵運轉(zhuǎn)過程中，水泵通過連接底座、連接管路傳出非正常的振動，振動通常表現(xiàn)為振幅大或振動頻率過大，可能迫使管路產(chǎn)生共振，并造成管路撞擊相距較近的障礙物，形成噪音。嚴重時，振動可能會損傷管路或水泵進出口，造成系統(tǒng)損壞。常見的振動原因歸結(jié)如下：

水泵未固定

除非小功率立式泵，通過剛性管道連接在系統(tǒng)上，其產(chǎn)生振動量較小，并且表現(xiàn)為水平振動，由管路吸收或承擔(dān)振動，其余水泵通常都需要做水泵定位。如果水泵缺少有效地定位，則可能造成水泵振動加劇。

對于小功率水泵，用手按壓水泵可以使振動減弱，據(jù)此可判定為水泵缺少固定的原因，需要對水泵與基礎(chǔ)進行固定。

值得一提的是，小體量水泵固定方式多采用硬連接方式，若采用螺栓將水泵底腳、橡膠墊片、基礎(chǔ)底座進行固定連接時，橡膠墊片由于螺栓的受力而出現(xiàn)極限壓縮，其撓性下降，表現(xiàn)為剛性，無法提供隔振功能。
共振

共振通常是由于水泵的底座或連接管路剛性較差，使得它們的固有頻率與水泵自身的振動頻率相接近，造成水泵運行中的振動加劇的現(xiàn)象。

這種振動有時會呈現(xiàn)為隨著水泵開啟時間而逐漸加劇，用手按壓水泵或共振部件，可以降低振動。

對于基礎(chǔ)底座共振的情況，需要加強基礎(chǔ)底座的剛性，或使用減震墊來隔震。

對于接口管路共振的情況，需要在水泵出口安裝軟連接，隔絕水泵振動，并考慮管路支撐。
動平衡下降

動平衡下降是一種水泵磨損老化的表現(xiàn)，通常出現(xiàn)在水泵使用一定年限以后，由于轉(zhuǎn)動部件的不平衡量加劇，造成的高速運轉(zhuǎn)下出現(xiàn)異常振動。

不平衡量加劇的因素可能是軸承失效、葉輪汽蝕損壞、異物進入破壞葉輪等原因，這種振動通常肉眼可見，振動幅度較大，若電機有變頻器控制，降頻后振動會減弱。
水泵故障排查系列專題二：振動異常(圖3)
現(xiàn)場維修需要檢查失效點位，更換葉輪或軸承，必要時需要重新測定軸跳或動平衡，來保證水泵恢復(fù)正常運行。
軸彎曲

軸彎曲多數(shù)表現(xiàn)在泵軸過長或帶有聯(lián)軸節(jié)的泵型上，由于軸對中不良，泵軸持續(xù)承受徑向力，導(dǎo)致泵軸彎曲，進而加劇軸承負載，運轉(zhuǎn)中出現(xiàn)振動。

需要更換泵軸解決此問題，并應(yīng)檢查彎曲原因，消除再次彎曲的隱患。
喘振

喘振的主要誘因在于水系統(tǒng)內(nèi)部，而非機械結(jié)構(gòu)造成。形成喘振的原因有兩種，一種是水泵性能曲線不合理，存在駝峰，使得一個系統(tǒng)阻力曲線（恒定揚程）與性能曲線產(chǎn)生雙解，造成水泵實際工況來回擺動。另一種是水泵吸入口存在高位窩氣，無法通過水泵對外排出，高位窩氣會周期性導(dǎo)致汽蝕，使水泵出現(xiàn)喘振現(xiàn)象。



對于喘振的系統(tǒng)，需要分析如上兩種問題，多數(shù)情況下水泵不會有駝峰曲線，需要消除入口高點，避免高位窩氣。
紊流

紊流多出現(xiàn)于水泵吸入口位置，由于入口距離彎頭較近，缺少直管段，安裝不規(guī)范造成。水流經(jīng)彎頭時會產(chǎn)生混亂流動，這種流動狀態(tài)通常需要一定長的直管段來消除，若彎頭與水泵吸入口相距較近，紊流狀態(tài)的水直接進入葉輪吸入口，造成葉輪受力不平衡，引發(fā)水泵振動。

有條件的情況下需要延長彎頭到泵吸入口的距離，至少保證3倍管徑長度的直管段，若是在沒有空間調(diào)整，可以考慮在彎頭內(nèi)部焊接軸向隔板，減弱紊流現(xiàn)象。



Pentax的CH和CS臥式離心泵采用了電機加長軸設(shè)計，提高了軸跳精度；對葉輪做了G6.3級動平衡，降低葉輪負載；并根據(jù)葉輪動載荷嚴格校核了軸強度和軸承負載，降低運行疲勞，使其在連續(xù)運行的系統(tǒng)下有著出色的壽命表現(xiàn)。


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