离心泵的振动分析及预防措施
《化工装备技术》第２９卷第２期２００８年
离心泵的振动分析及预防措施
张巍’
（大连苏尔寿泵及压缩机有限公司）
摘要对石化行业使用的离心泵振动原因进行了分析，并提出了相应的预防措施，希望能对现场运行人员的维护和检修工作提供借鉴。关键词
离心泵振动转子叶轮预防措施
因回转应力造成内孔扩张，形成叶轮和轴的配
离心泵是石化行业使用的重要辅助设备，其能否可靠运行直接影响着企业的安全和经济
合间隙变大，从而使转子部件的平衡品质劣
化。
性。随着动力装置的大型化和回转设备的高速
化，离心泵的振动问题也日渐显现。根据石化行业设备故障统计，振动问题已成为设备部件损坏、密封泄漏以及造成设备停运的重要原因。
ｌ离心泵振动原因分析
（ｃ）泵轴自身在实际运行中，因某种原因发生弯曲变形，造成不平衡量增大。
（ｄ）叶轮磨损、断裂或被异物堵塞，造成不平衡量增大。
１．２机组同轴度调整不良产生振动
一般情况下电动机和泵通过联轴器实现动力传递。装配时电机和泵的同轴度有严格的调整精度要求。机组运行状态下，同轴度超差会破坏联轴器工作的平衡状态：为补偿这种偏差，联轴器的挠性原件便会产生交变的协调变形，从而产生交变的协调内力，此力作用在泵和电机上，便引起机组振动。１．３轴承原因引发振动
轴承磨损，造成内外套间隙变大。转子部件偏心运行，产生振动。这种情况多集中于立式泵。对于滑动轴承，如果轴瓦顶部间隙过小
从广义上讲，引起离心泵振动的原因是多方面的，包括离心泵的设计、制造、安装、运
行、使用及系统管路布置等因素。但在使用现场，造成设备振动增大的原因更集中在以下几个方面。
１．１转子不平衡
当转子的质心偏离圆转轴线时，便会产生
偏心质量。高速转动下的转子便会产生方向周期变化的离心力，该力作用在支撑轴承上，便
诱发了轴承部位的振动。理论上影响偏心质量的因素很多，但根据设备实际运行情况，转子不平衡引发振动，多集中在以下几方面：
（ａ）转子平衡精度较低，存在较大的残余不平衡量。
（ｂ）叶轮等回转零件，在高速转动时，
・张巍，男，１９７０年２月生，商级工程师。大连市。１１６６００。
或瓦盖紧力过大，都会造成轴与上瓦的部分接
触，接触点的摩擦力作用于转子旋转的相反方向上，迫使转子激烈地振动旋转。这种振动是一种自激振动，与转速无关。如果轴瓦两侧间
万方数据
７０
离心泵的振动分析及预防措施
隙不合适，则无法形成工作油囊，造成干摩
擦，也会引起自激振动。１．４共振
共振是机械振动的一种特殊情况，即当机组的固有频率等于策动力频率时，机组产生强烈振动。机组共振时，理论上其振幅无限放大。但是转动机械实际运行时，由于水力阻
尼、材料阻尼等因素的存在，共振振幅只能达到一个有限值。共振存在两种形式：转子部件固有频率接近运行转数时产生的共振，称之为
转子共振；支撑基础的固有频率接近运行转数时产生的共振，称之为基础共振。转子共振频率与转子的平衡状态无关，但偏心质量的存在会加剧振动幅值。
１．５转子部件中心线偏离泵壳中心
构成转子部件的主要零件为叶轮，其作用是给液体增加能量。泵壳的作用为能量转换，将叶轮流出的液体动能转换为压力能，提高泵
的工作效率。理想状态下，叶轮和泵壳间的水力流动是轴对称的，压力对称分布。双支承泵转子轴线调整不良，密封环、级间衬套等零件发生磨损，密封间隙变大，水力支撑减弱，转子部件中心线在运行状态下便会偏离泵壳中心；这种轴对称状态将被打破，压力非对称分布，产生径向力作用在转子部件上，从而产生振动。
１．６水力波动和汽蚀引起振动
设备运行中，离心泵偏离额定工况点后，泵内水力流态异常，造成水力波动增大，从而会导致离心泵振动超标；某种原因造成离心泵
叶轮入口液体的绝对压力低于气化压力时，液
体便发生气化，形成气泡。气泡向前流动，进
入高压区后会迅速缩小并溃灭，周围液体质点将高速填充空穴，发生强烈水力冲击，产生振
动和噪声。
２维护人员应采取的预防措施
通过以上分析，离心泵振动主要是由机械方面和液体水力流动两方而原因造成的。因
万
方数据此。应针对这两方面采取必要的顶防措施和改
进办法，使机组稳定运行。主要措施如下：２．１增加平衡程序
设备大修时，对多级泵而言，应进行泵轴
直线度检测，通常径向跳动值应小于０．０５ｍｍ，否则应进行校直处理。转子部件更
换叶轮及其他回转零件后，应增设转子动平衡
检测工序，以减小转子不平衡量，平衡精度应不低于Ｃ２．５。检修人员应根据交工文件的记载确定转子的平衡转数。对于刚性转子而言，可以进行低速动平衡试验；对于挠性转子而言，则平衡试验的转数不应低于转子的工作转数。
２．２完善检修和调整工艺
设备的检修及相关同轴度调整、轴承游隙
调整，对设备可靠运行、消除振动是极其重要的，因此必须严格按照设备运行维护手册要
求，完善相关检修和调整工艺，并严格按此执
行，避免野蛮操作，减少相应零件的装配误差。
对于转子部件中心线和泵壳中心的对中调整，应使用两侧轴承箱上的调整螺栓（顶丝螺
栓）进行。微凋双侧顶丝螺栓，用百分表测量垂直和水平方向的浮动量，确定轴系中心位置。
对于机组同轴度调整，当联轴器中间段较短时（＜２４０ｍｍ），可以采用两支百分表，以一端半联为基准，测量另一端的端面跳动和径向跳动；当联轴器中间段较长时，可以使用激光测量仪调整。对于采用滑动轴承的泵，在轴
瓦检修工作中应严格执行刮瓦、研瓦、再刮瓦的循环工序，保证轴瓦各部位间隙及轴瓦与轴颈的接触面积符合标准要求。
定期对离心泵的运行状态进行检查，防止
其偏离正常使用工况，降低水力波动，避免振动增大。对于输送冷凝水等汽蚀余量要求低的离心泵，应避免进ＩＺｌ堵塞、漏气或大流量运行
２．３加强设备的巡查和基础的检测
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ＨＷＤｌ００—４０型双螺杆泵轴承、同步齿轮
故障原因分析
李旭光’
（山东石大科技集团有限公司生产保障部）
摘要对ＨＷＤｌ００—４０型螺杆泵轴承、同步齿轮故障进行了详细分析，并提出相应的改进措施。
关键词双螺杆泵齿轮球轴承轴向力山东石大科技集团有限公司胜华教学实验厂在２００６年的夏季生产装置大检修时考虑到螺杆泵的量稳节能的优点，在对常减压车间的燃料油系统改造过程中，采用黄山泵业的ＨＷＤｌ００—４０型螺杆泵。改造完成后，此螺杆
润滑
一只保持架已经破裂，滚动体脱落，另一只游隙变大，晃动轴承有明显的响声，两只轴承都已经报废。
作为特护设备，机修车间对此次故障进行了分析。在查找故障原因时发现齿轮箱的油标
的位置偏低，润滑油加到１／２的位置时，刚刚浸到轴承外圈，所以判断为润滑油油位过低，靠近螺套的双列角接触球轴承得不到很好的润滑，导致损坏。轴承损坏后轴向力由起同步作
泵运行一直比较平稳，在第二十八天，此泵出
现杂音，轴承处的温度有所上升，两天后杂音变大，维修车间对此螺杆泵进行了拆检维修。拆检发现：同步齿轮出现断齿现象，齿轮箱内有大量的铁屑沉积，一对双列角接触球轴承，
・李旭光。男，１９７９年９月生，助理工程师。东营市。２５７０６１。
用的斜齿轮承受，发生急剧磨损最终齿轮发生
一话铂—粕—稍—稍—＊一嘲—稍—铂—童卜诈＇圣｝＿ｑ卜＿壬｝—格—＊—稍—制卜｛卜唧｛‘＿—硌—讳—＊—＊—＊—坼—扑－｛｝＿｛｝ｑ毒＿—肾—持—＊—＊—粥—粥—稍—啪—｛．—＊—书—｛｝＿
等，以免引起叶轮汽蚀。
离心泵的基础底座及锚固件通常浇筑在混凝土中。设备本身及外围设备运行时，各种振动通过基座相互影响，情况非常复杂。在某些情况下，可能导致基础底座锚固件松动，造成设备振动加剧，甚至引发共振。为避免此类情况发生，离心泵的基础应根据工作环境，定期测频，判断是否有缺陷、松动等现象发生；一
［１］［２］
３结语
预防和控制离心泵的振动是个综合性的问题，它与设备选型、安装、运行管理以及维护有很大关系，加强这方面分析和研究，对电力企业的安全可靠运行，有着现实和积极的意义。
参考文献
关醒凡ｔ现代泵设计手册［Ｍ］．北京：宇航出版社，
旦固有频率发生变化，应加固基础提高刚度，
以降低振动、避免发生共振。
磊买．先．机械谢ｒ手册［Ｍ］．北京：化学工业出版
社，２００２・
（收稿日期：２００７－１０－ＩＯ）
万方数据
离心泵的振动分析及预防措施
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张巍
大连苏尔寿泵及压缩机有限公司化工装备技术
CHEMICAL EQUIPMENT TECHNOLOGY2008,29(2)2次
参考文献(2条)
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