如何從設計環節消除水泵的振動

zhanqin_admin技術文庫2017-08-30閱讀(2154)

 很多技術人員都想了解如何從設計環節消除水泵的振動,本文特從從水泵的水力、機械結構設計等方面提出了減輕泵振動的措施。【秦皇島占秦,威樂(wilo)水泵授權代理商】


如何從設計環節消除水泵的振動

 

    1. 機械結構設計方面注意的問題

   (1)軸的設計。增加傳動軸支撐軸承的數目,減小支撐間距,在適當范圍內減小軸長,適當加大軸的直徑,增加軸的剛度;當泵軸轉速逐漸增加并接近或整數倍于泵轉子的固有振動頻率時,泵就會猛烈振動起來,所以在設計時,應使傳動軸的固有頻率避開電機轉子角頻率;提高軸的制造質量,防止質量偏心和過大的形位公差。

    (2)滑動軸承的選擇。采用無須潤滑的滑動軸承;在液態烴等化工泵中,滑動軸承材料應采用具有良好自潤滑性能的材料,比如聚四氟乙烯;在深井熱水泵中,導流襯套選擇填充聚四氟乙烯、石墨和銅粉的材質,并合理設計其結構,使滑動軸承的固定可靠;葉輪密封環和泵體密封環處采用摩擦因數小的摩擦副, 比如M20lK石墨材料一鋼;限制最高轉速;提高軸瓦承載能力及軸承座的剛度。

    (3)使用應力釋放系統。對于輸送熱水的泵,設計時,應使由泵體變形而引起的連接件之間的結構應力得以釋放,比如在泵體地腳螺栓上面增加螺栓套,避免泵體直接和剛度很大的基礎接觸。

    2. 水泵的水力設計注意事項

   (1)合理地設計水泵葉輪及流道,使葉輪內少發生汽蝕和脫流;合理選擇葉片數、葉片出口角、葉片寬度、葉片出口排擠系數等參數,消除揚程曲線駝峰;泵葉輪出口與蝸殼隔舌的距離,有資料認為該值為葉輪外徑的十分之一時,脈動壓力最??;把葉片的出口邊緣做出傾角(比如做成20。左右),來減小沖擊;保證葉輪與蝸殼之間的間隙;提高泵的工作效率。同時,對泵的出水流道等相關流道進行優化設計,減少水力損失引起的振動。合理設計各種泵的進水段處的吸入室,以及壓縮級的機械結構,減少壓力脈沖,可以保證流場穩定,提高泵的工作效率,減小能量損失,也可以提高泵的振動動態性能的穩定性。

   (2)汽蝕振動是泵振動的很重要的一部分。當泵的人口壓力低于相應水溫下的和壓力時,會發生伴隨劇烈振動的汽蝕。減小汽蝕的措施包括:確定水泵的安裝高度時,使裝置的有效汽蝕余量大于泵的最小裝置汽蝕余量;適當加大進水管直徑,縮短進水管長度,減少管路附件,通流部分斷面變化率力求最小,提高管壁的粗糙度;減少彎頭數目和加大管道轉彎角度;降低水泵的工作轉速;采用抗空化汽蝕的材料,比如不銹鋼,或在容易發生汽蝕的部位涂環氧樹脂;進水流道設計要合理,力求平滑,使進人葉輪的水流速度和壓力分布均勻,避免局部低壓區;提高制造加工質量,避免因為葉片型線不準確造成局部流速過大,壓降過多;提高泵裝置的抗汽蝕性能,包括在泵的進口處設置水力增能器,增能器的結構,提高泵的吸人壓頭,從而提高泵裝置汽蝕余量;增加幾何倒灌高度;盡量減少進水管路水頭損失;采用雙吸式泵。

    為了保證吸水管或壓水管內無空氣積存,吸水管的任何部分都不能高過水泵的進口。為了減小人水口處的壓力脈動,吸水管路直徑應比泵人口直徑大一個尺寸數量級,以便水流在泵人口處有一定的收縮,使流速分布比較均勻,同時還應當在泵人口前有一段直管,直管長度不小于管路直徑的10倍。

    注意創造良好進水條件,進水池內水流要平穩均勻,以消除伴隨卡門渦旋的振動。

(3)基礎的設計?;A的重量應為泵和電機等機械重量總合的三倍以上;盛水池的基礎應具有相當的強度;電機支架與基礎最好做成一體或做成面接觸;在泵和支架之間設置隔振墊或隔振器。另外,在管路之間采用減振材料連接,減少管路布置,可以消除彈性接觸和水力損失帶來的振動。

   3. 綜述:

總的看來,保證泵零部件結構尺寸、精度與泵的無過載性能等水力特性相適應;保證泵的實際運行工況點與泵的設計工況點吻合、保證加工精度與設計精度的一致性、保證零部件安裝質量與其運行要求的一致性、保證檢修質量與零部件磨損規律的一致性,都可以減輕泵的振動。

泵振動的誘因包括機械的、水力的和電力的原因。振動控制綜合反映了機械加工工藝、機械安裝人員的操作水平、水泵操作人員的素質、水力設計軟件的功能、各部分材料性能狀況、監測儀器的性能。在實際工作中,排除振動要結合經驗和理論分析,將振動機理分析和實際檢測儀器得到的數據結合起來。很多振動可以通過提高設計和安裝質量,提高操作水平,加強日常維護予以消除。

伴隨著新材料技術的發展和新工藝的出現,以及電子計算機技術與數值方法和流體力學基礎理論的進步,加上振動噪聲診斷技術的興起和發展,水泵的設計、使用、維護水平必將蒸蒸日上,性能也一定會日趨優化,動態性能也會日趨穩定?!厩鼗蕧u占秦,威樂(wilo)水泵授權代理商】

 




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