先看一个案例：
水泵振动噪声管理及其缘由剖析
假如一台水泵发生不正常的振动,这种振动将直接影响水泵的平安运转,振动严重时会使某些部件变形,乃至有断裂的风险。同时因为振动,水泵扭转部件的螺栓会逐步松动,有时会甩出来打伤岗亭人员。水泵振动还会发生噪声,严重时吵得岗亭人员心境烦噪、疲惫、反响愚钝,轻易发作变乱。临时在这种情况中任务,还会形成岗亭人员听力降低,影响安康。别的,因为水泵振动,还会使水泵效力下降、扬程和流量降低。跟着水泵向大型化、高速化的偏向开展,其零件刚度绝对下降,因此水泵的振动成绩日益凸起。

1 水泵振动的缘由
     惹起水泵振动的缘由许多,也很复杂,大致可分为三种状况:

1.1 机械缘由惹起的振动
1.1.1 水泵叶轮或电念头转子质量散布不均
水泵叶轮或电念头转子质量散布不均,叶轮叶片的厚薄不匀,或许叶轮前后板有部分中央厚薄纷歧致,这种叶轮扭转起来就会对全部泵体发生周期性激振力,使泵体发生强制振动。此外,这种叶轮扭转起来会前后晃悠,使水泵轴接受到侧向力,减速了轴承的磨损。
1.1.2 水泵轴与电机轴不在一条直线上
假如水泵轴与电机轴分歧心,接合面不屈行度达不到请求(机械加工精度差或装置不合请求),就会使联轴器间隙随轴扭转而忽大忽小,因此发作和质量不屈衡一样的周期性强制振动,其频率和转速成倍数关系,振幅随泵轴与电念头公平距巨细而定。
1.1.3 联轴器螺栓间距不良
联轴器螺栓间距精度误差形成只要一局部螺栓传递扭矩,这局部螺栓受力大,因此发生不屈衡的力感化在轴上,与上述两种状况一样发生周期性强制振动,其频率与转速成倍数关系。若法兰形联轴器橡皮圈合营不平均,也会发生性质完整相反的振动。
1.1.4 轴的临界转速
当泵轴转速逐步添加并接近泵转子的固有振动频率时,泵就会激烈地振动起来,转速高于或低于这一转速时,泵就能颠簸地任务,平日把泵发作共振时的转速,称为临界转速nc。泵的临界转速有好几个,这些转速由低到高分为第一临界转速nc1、第二临界转速nc2等等。泵的任务转速不克不及与临界转速相重合、相接近或成倍数,不然将发作共振而使泵遭到毁坏。泵的任务转速低于第一临界转速的轴为刚性轴,高于第一临界转速的轴为柔性轴。过来很多泵采取刚性轴,如今跟着泵的尺寸的添加或采取多级泵,泵的任务转速常常高于第一临界转速nc1,普通柔性轴任务转速必需知足1.3nc1
1.1.5 由摩擦惹起的振动
因为某种缘由泵轴曲折时,迁移转变局部与衬套或轴瓦接触,接触点的摩擦力对轴有障碍感化,感化偏向与轴扭转偏向相反,有时使轴偏转而发生振动。
1.1.6 水泵根底松动或地脚螺栓松动
假如水泵根底混凝土底座打得不敷壮实,水泵或电念头地脚螺栓装置不结实,则当水泵的固有频率与某些不屈衡力或电磁力等激振力频率相重应时,就有 能够发生共振。

1.2 水力缘由惹起的振动
1.2.1 脉动压力惹起的振动
在水泵叶轮进、出口边壁上装上压力传感器,见图1所示,可以丈量出在水流中存在着脉动压力,见图2。在额外电流时,脉动压力较小,偏离额外电流时,脉动压力加大。特别在水泵小流量时,脉动压力振幅特殊大,大约占事先水泵扬程的30%阁下。
接近叶轮局部或在叶轮进、出口边壁上的脉动压力就象很多小铁锤以必定的频率敲取水泵,一旦脉动压力频率与水泵安装的某些部件(包含进、出水管)的固有频率相接近或重应时,就会惹起共振。
1.2.2 漩涡及脱流惹起的振动
当水泵在偏离最高频率区运转时,水流绕流叶片,在叶片的正面和反面发生漩涡和脱流,使水泵发生振动。
1.2.3 汽蚀惹起振动
当水泵装置高程过高,水在叶轮出口局部的低压区发作汽化构成气泡,进入叶轮高压区后,气泡忽然幻灭,构成很大的冲击力,惹起水泵振动,同时收回噪声。
1.2.4 喘振景象惹起振动
当扬程曲线有驼峰,水泵在小流量区运转,同时在排出管路中有水槽或在有空气积压处的前面(下流侧)时,就有发作喘振的风险。普通来讲,高压泵特别是汽锅给水泵,因为抽送热水,管路零碎中轻易构成气体,因此轻易发作喘振。喘振频率较低,若此频率与输水管路固有频率重合,则将惹起管路的共振。
1.2.5 吸水池的涡流惹起振动
泵的进水管垂直地吞没在吸水池内,因为水面以下局部的活动,在吸水池内呈现漩涡,这种漩涡称为卡门涡,卡门涡的振动频率为:
f=Kv/D。
式中:K--系数,关于圆管K=0.202;
v--流速,m/s;
D--吞没于水下的管径,m。
1.2.6 水流撞击隔舌或导叶前缘惹起振动
当叶轮出口间隔泵蜗壳隔舌或导叶前缘太近时,每当叶轮叶片经过蜗壳隔舌局部或许导叶前缘左近时,就会发生压力脉动,因此惹起振动,同时收回噪声,其振动的频率为叶轮叶片数乘以转速或其倍数。
1.3 电磁力惹起的振动
1.3.1 磁场不屈衡惹起振动
在水泵运转中,当电念头忽然一相不屈衡时,定子遭到变更的电磁力的感化而振动。此时电念头还会持续迁移转变,其它两相电流增大,电念头收回嗡嗡声,其振动频率为转速乘以极数,假如这种振动与定子机架固有频率相反,则会发生激烈的振动。别的因为电源电压不稳,转子在定子内公平和蔼隙不平均时都邑发作因为磁场不屈衡而惹起的振动。
1.3.2 鼠笼式电念头转子笼条断裂惹起振动
在鼠笼式电念头转子的笼条或端环断裂时,假如断裂的条数超越全部条数的1/7,电念头会收回嗡嗡声,机身会猛烈振动。此时若加上负荷,电念头转速会下降,转子发烧,断裂处能够发生火花,电念头已不克不及平安运转,乃至会忽然停下来。
1.3.3 电念头铁芯硅钢片过松而惹起振动
电念头铁芯硅钢片叠合过松会惹起电念头振动,同时发生噪声。

2 预防水泵振动的办法
要避免水泵振动,应从机械、水力及电气三方面动手。

2.1 机械方面
(1)应仔细地反省水泵与电念头制造的质量。水泵叶轮及电念头转子都要作静均衡实验,其静均衡度应在许可偏向内。水泵叶轮的静均衡许可偏向值近似地为叶轮外径乘以0.025g/mm,假如叶轮直径为200mm,许可偏向值为5g阁下。
(2)水泵和电念头的轴承质量要好,不克不及有磨损,同时要有优越的光滑,并包管装置质量。
(3)泵轴和电念头要包管齐心。联轴器间的间隙值可随运用的联轴器的尺寸和型式而变更,但此间隙必需平均,可许可电念头轴能自在地在轴承间隙的极限规模内作轴向挪动。
(4)要包管水泵轴和电念头轴的平直及制造质量。
(5)水泵装置时,应将水泵的根底混凝土打好,并固定结实地脚螺栓。

2.2 水力方面
(1)依据泵站所需求的流量及扬程选用水泵,使水泵常常在额外工况下运转,尽量使泵不在远离设计点的工况下运转,特殊是不在小流量区内任务。
(2)要细心地设计和制造水泵叶轮,使叶轮内尽量少发作汽蚀和脱流。
(3)要将水泵的装置高程恰当放低一些,如许有利于防止汽蚀和发作振动。
(4)水泵叶轮出口与蜗壳隔舌或导叶前缘间隔不克不及太近,当然间隔也不克不及太大。实验标明,隔舌出口边沿距叶轮中间的间隔与叶轮外圆半径之比约在1.1阁下时脉动压力最小。有时为了减小这个中央的脉动压力,把叶轮叶片出口边作成倾斜的,使从叶轮番出来的水流在抵达隔舌之前有更大的缓冲空间,普通把叶片出口边沿倾角做成20o阁下。
(5)吸水管路直径应比泵进口直径大一个尺寸品级,如许使得水流在泵进口处有必定的膨胀,使流速散布比拟平均,同时还该当在泵进口前有一段直管,直管长度不小于管路直径的10倍。
(6)应包管在吸水管或压水管中没有空气积压处。吸水管的任何局部都不克不及高过水泵的出口,吸水管的横管应当程度或稍向吸水池侧倾斜。
(7)双吸离心泵叶轮叶片应交织安排,双吸离心泵叶轮叶片安排见图3。实验标明,如许可以减小叶轮出口的脉动压力。
图3 双吸离心泵叶轮叶片交织安排

2.3 电气方面
(1)从运用前提动身,合理地选用电念头的功率、转速和型式。使电念头能平安、牢靠、经济地运转。
(2)要包管电念头制造及装置质量。
(3)在电念头运转中,要留意监督电念头的温升以及电流和电压的变更,留意电念头的音响、气息及振动状况,还应留意电念头轴承任务状况及光滑状况等。