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離心式渣漿泵產(chǎn)生振動(dòng)的原因及預防處理

2025-05-23

【摘 要】渣漿泵是化工廠(chǎng)生產(chǎn)流程中最常見(jiàn)的通用機械設備,在使用過(guò)程中由于渣漿泵的工況條件以及渣漿泵本身的特點(diǎn)常常因各種原因出現振動(dòng)現象,同時(shí)由于渣漿泵的振動(dòng)而加劇故障的發(fā)生,本文通過(guò)渣漿泵的產(chǎn)生振動(dòng)的原因進(jìn)行了分析,并根據振動(dòng)的情況判斷渣漿泵的故障并進(jìn)行進(jìn)一步的處理,防止因設備的振動(dòng)而產(chǎn)生更多的設備故障。

前言:根據相關(guān)的資料的統計,渣漿泵的異常振動(dòng)是產(chǎn)生其他故障的主要原因,同時(shí)設備產(chǎn)生的故障也直接加劇設備的振動(dòng),從而造成惡性循環(huán),嚴重影響設備的安全運行,并由此帶來(lái)相應的維修費用的增加,以及由于設備故障造成的生產(chǎn)損失。

一、渣漿泵振動(dòng)原因分析

1、葉輪的質(zhì)量不平衡故障

葉輪的質(zhì)量不平衡所產(chǎn)生的離心力始終作用在渣漿泵上,設備出廠(chǎng)時(shí)由于對渣漿泵的各個(gè)備件進(jìn)行了相應的檢查和調整,尤其是葉輪部分經(jīng)過(guò)靜/動(dòng)平衡檢測以及鉆/銑找正處理,質(zhì)量部平衡的位置會(huì )被加工處理,此時(shí)的葉輪處于相對最好的質(zhì)量平衡狀態(tài),所以此時(shí)的渣漿泵運行的狀態(tài)也是最為穩定的狀態(tài),設備的振動(dòng)也輕微,但是經(jīng)過(guò)后期長(cháng)時(shí)間的運行后,由于葉輪的磨損以及礦漿附著(zhù)產(chǎn)生的結疤等情況,葉輪整體質(zhì)量平衡將會(huì )被打破而相應的出現葉輪“偏載”的情況,此時(shí)的渣漿泵葉輪“偏載”葉輪較重的一側離心力就會(huì )加大,尤其是在渣漿泵高速旋轉運行的時(shí)候,偏重的葉輪會(huì )造成嚴重的不平衡旋轉力,此時(shí)測量就會(huì )發(fā)現振動(dòng)幅度由電機端向泵體端成逐漸加重狀態(tài)。

2、聯(lián)軸器產(chǎn)生的振動(dòng)故障

聯(lián)軸器引起的振動(dòng)在渣漿泵中較為常見(jiàn),尤其是剛性連接的聯(lián)軸器,電機與泵的振動(dòng)在聯(lián)軸器的傳動(dòng)中產(chǎn)生共振現象導致振動(dòng)的加劇,即便是在渣漿泵中較為常見(jiàn)的柱銷(xiāo)式聯(lián)軸器,也會(huì )因為柱銷(xiāo)/膠圈等元件不能滿(mǎn)足軸向的竄動(dòng),而產(chǎn)生劇烈而短暫的振動(dòng),雖然聯(lián)軸器的故障也會(huì )造成泵的振動(dòng),但是遠不及由于葉輪故障而產(chǎn)生的振動(dòng)。聯(lián)軸器在制作完成后也會(huì )進(jìn)行后期的找平處理,聯(lián)軸器找平與葉輪找平同樣都是為了最大限度的減少在旋轉時(shí)產(chǎn)生的不平衡力,但是聯(lián)軸器除了自身的質(zhì)量找正外還要考慮到兩個(gè)聯(lián)軸器安裝配合的平衡問(wèn)題,一對聯(lián)軸器的平衡除自身質(zhì)量的平衡外還必須滿(mǎn)足以下兩個(gè)條件:

(1)使兩個(gè)對輪中心重合,也就是使兩對輪的外圓重合;

(2)使兩對輪的結合面(端面)平行(兩中心線(xiàn)平行)。

只有當這兩個(gè)條件得到滿(mǎn)足的時(shí)候才能更好的保證設備的穩定運行,以及聯(lián)軸器備件最小的磨損。

3、緊固螺栓松動(dòng)引起的振動(dòng)

即便是良好狀態(tài)下運行的設備也存在“微震”現象,在這種微震狀態(tài)下設備運行一段時(shí)間以后泵體、軸承托架、地腳等部位的螺栓都會(huì )或多或少的發(fā)生松動(dòng)的情況,螺栓松動(dòng)以后泵體會(huì )因失去束縛而使振動(dòng)加大,有時(shí)緊固的螺栓松動(dòng)后不能被及時(shí)的緊固,振動(dòng)又會(huì )進(jìn)一步加大,振動(dòng)的加大又會(huì )導致螺栓的進(jìn)一步松動(dòng)和磨損由此產(chǎn)生惡性循環(huán),并最終導致渣漿泵產(chǎn)生更大的故障。

4、軸承磨損或者潤滑不足導致的故障

軸承的使用壽命與使用環(huán)境和潤滑有直接的關(guān)系,而潤滑油泄露又是渣漿泵最為常見(jiàn)的問(wèn)題,由于軸承托架兩側的軸端油封密封不嚴導致軸承的潤滑油長(cháng)期處于滲油狀態(tài)或者由于潤滑油中的雜質(zhì)含量多而使導油槽堵塞影響托架兩側的軸承的潤滑,當軸承潤滑不足時(shí)不管軸承有沒(méi)有磨損,都會(huì )產(chǎn)生異響和振動(dòng),這是由于軸承潤滑不足的時(shí)候軸承滾珠由于沒(méi)有了潤滑油膜而造成金屬與金屬的直接接觸,而失去減震能力,此時(shí)的振動(dòng)雖然是輕微的,但是對設備的危害卻是巨大的,同時(shí)由于大量的渣漿泵的軸承托架使用“迷宮”式密封,這種密封能保證潤滑油不泄露、但并不能保證外界中的雜質(zhì)不進(jìn)入到軸承內,容易造成軸承受外部的污染而磨損。

5、進(jìn)料不穩定引起的設備故障

渣漿泵的工況條件一般都比較惡劣,大部渣漿泵又分屬于大流量的泵,在渣漿的輸送過(guò)程中不免因渣漿中的大塊雜質(zhì)影響進(jìn)料乃至堵塞渣漿泵的葉道,當渣漿泵進(jìn)料不穩定或者進(jìn)料不足的時(shí)候泵腔內部會(huì )產(chǎn)生嚴重的氣蝕,葉輪在泵腔內的平衡就會(huì )受到嚴重的影響,不僅產(chǎn)生振動(dòng),而且嚴重危害設備。

二、渣漿泵振動(dòng)的危害

1、影響渣漿泵各個(gè)備件的使用壽命

據相關(guān)資料統計,由于渣漿泵振動(dòng)所產(chǎn)生的設備故障占渣漿泵故障的74%在泵的運行過(guò)程中由于不平衡的產(chǎn)生,離心力加大了軸承的載荷,而在超出渣漿泵許可范圍內的振動(dòng)又會(huì )使軸承滾珠表面的潤滑油膜過(guò)早被破壞,軸承得不到有效的潤滑和散熱,而導致軸承溫度的升高以及更快的損壞。 

2、機封的損壞泄露

渣漿泵的振動(dòng)對機封的使用壽命的影響沒(méi)有渣漿泵的振動(dòng)對軸承使用的影響大,但是也是機封損壞的幾個(gè)主要原因,渣漿泵的振動(dòng)會(huì )導致機封的密封端面不能 穩定的貼合運行而產(chǎn)生前期的輕微帶料,同時(shí)由于渣漿泵使用的的多為雙端面機封由于機封的振動(dòng)也會(huì )導致兩個(gè)端面的摩擦過(guò)程中夾雜礦漿顆粒,而導致密封面的提前損壞,以及由于振動(dòng)產(chǎn)生的壓縮彈簧的過(guò)早疲勞失效以及機封O型環(huán)的過(guò)度磨損而產(chǎn)生泄露。

3、泵體的磨損和泄露

為了提高離心泵的工作效率,泵腔內部的備件如:葉輪、前/后護板、蝸殼等部件之間的間隙在設計時(shí)就最大限度的縮小了部件之間的間隙,(在相同條件下間隙越小泵的效率就越高)振動(dòng)會(huì )導致泵傳動(dòng)軸的竄動(dòng)和軸頭的跳動(dòng),這種竄動(dòng)對泵腔內部的部件危害巨大,同時(shí)也會(huì )導致護板與葉輪的撞擊或磨損這種情況會(huì )導致其中某些備件的損壞,而使泵失去工作能力或者降低了使用效率,并且由于泵腔內部各個(gè)備件的摩擦受力而使結合面產(chǎn)生泄露。

4、單體設備能耗增大

渣漿泵的振動(dòng)會(huì )產(chǎn)生額外的摩擦損失和不均勻的離心力,這種情況不僅會(huì )降低泵運行的穩定性同時(shí)也會(huì )降低泵的運行效率,使泵在做相同的功的情況下無(wú)用功的增加,而產(chǎn)生更高的電能消耗。

5、斷軸的發(fā)生

對于渣漿泵的傳動(dòng)軸而言,軸不僅起到傳動(dòng)旋轉的作用,同時(shí)也使葉輪穩定在固定位置的平穩運行,而泵的振動(dòng)會(huì )使葉輪產(chǎn)生不平衡的離心力會(huì )使軸端部的葉輪始終處于不平衡裝臺而使軸產(chǎn)生的應力過(guò)大,長(cháng)期運行必然產(chǎn)生金屬疲勞而導致斷軸故障的發(fā)生。

三、泵振動(dòng)的預防和處理

泵的振動(dòng)現象不會(huì )消失,只會(huì )因為有效的處理措施而減緩,對于渣漿泵而言要使泵能夠長(cháng)期穩定的運行就更合理的選型和更規范的操作,同時(shí)振動(dòng)也是把雙刃劍既能造成更嚴重的故障,同時(shí)也可以根據泵的振動(dòng)變化情況及時(shí)的發(fā)現和診斷設備存在的問(wèn)題。

選型;渣漿泵的工況條件以及工作環(huán)境一般較為惡劣,因此渣漿泵的故障率也往往也比較高,這就要求在達到生產(chǎn)技術(shù)要求的前提下盡可能的選用更高規格的設備,同時(shí)還要在進(jìn)料保證好的工作環(huán)境。

操作:離心泵在運行使會(huì )產(chǎn)生部分氣蝕,尤其是在進(jìn)料不足的情況下,離心泵的氣蝕會(huì )有所加重,同時(shí)泵的振動(dòng)也會(huì )加重,短時(shí)間的氣蝕造成的振動(dòng)使由于泵腔內的液體不均勻分布造成的,通過(guò)穩定離心泵的進(jìn)料或者調解出口閥門(mén)泵的轉速等可以有效的消除泵的振動(dòng),但是長(cháng)期的氣蝕會(huì )造成葉輪的不均勻損壞,產(chǎn)生不可調整的振動(dòng)。

潤滑:潤滑不僅要考慮到潤滑油的油位和油量,同時(shí)還要考慮潤滑油的粘度,潤滑油粘度不足時(shí)離心泵也會(huì )產(chǎn)生振動(dòng),離心泵運轉的時(shí)候軸承箱的溫度會(huì )有所升高,溫度升高,潤滑油的粘度就會(huì )降低,所以在檢測設備油位和油量的時(shí)候,也要保證設備的溫度在合適的范圍內。設備溫度升高時(shí)要及時(shí)的查清原因,否則同樣會(huì )造成軸承因潤滑不良而產(chǎn)生振動(dòng)和損壞。

緊固:“微震”狀態(tài)下螺栓都會(huì )有所松動(dòng),設檢修后回裝時(shí)可以螺栓上涂抹些螺紋鎖在固劑,既可以防止螺栓的松動(dòng),也可以防止螺栓的損壞,拆卸時(shí)只需加熱即可融化開(kāi)松動(dòng)劑,投資雖小但對設備回裝卻必不可少。

穩定進(jìn)料:關(guān)于進(jìn)料的穩定性來(lái)說(shuō),屬于選型以及安裝時(shí)的問(wèn)題,但是使用后期渣漿中的沉淀、結疤、以及大顆粒堵塞等會(huì )造成進(jìn)料流程不能滿(mǎn)足渣漿泵的流量要求,這就需要清理管道和閥門(mén),另外控制流量時(shí)最好是降低渣漿泵的運行頻率再次是調節出口閥門(mén),不可通過(guò)調節進(jìn)口閥門(mén)來(lái)控制流量。

結束語(yǔ)

設備故障的發(fā)生往往是從不易察覺(jué)的異常的振動(dòng)開(kāi)始,并隨之不斷加重的,在故障發(fā)生的過(guò)程中,存在著(zhù)許多需要總結和分析的地方,異常的振動(dòng)既是一種故障,又是故障加重的一種重要原因。而分析異常的振動(dòng)則是診斷故障的一種方法, 如果不能及時(shí)的根據設備的振動(dòng)情況來(lái)處理設備故障則會(huì )造成惡性循環(huán),振動(dòng)越嚴重就越有故障發(fā)生,越有故障發(fā)生則設備振動(dòng)越嚴重。

本文選自2015年12期《通用機械》   作者:南山集團東海氧化鋁 劉志龍

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