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大型长轴深井泵振动故障与维修

日期:2019-08-08  作者:

某泵站由2个内径18m,深31m的深井及上部厂房形成。金沙江水经4根Dg1200管道进人深井,深井上部在截面为1450mm×410mm的钢筋混凝土框架梁上安有30JD-19x3型防砂深井泵20台。在经过长时光的装置及保护检修历程中,对其振动的起因作了一些探究。

一、深井泵有关技巧性能参数型号:30JD-19x3,三级叶轮流量:1450m3/h传动轴长:24.94m,共9根轴泵轴径:080mm泵轴材质:40Cr转速:985r/min推力瓦油温:<50℃冷却水压力:0.8MPa扬水管内径:500mm扬程:80m橡胶轴承光滑介质:清水不含电机时单机重:14t立式电机型号JKL15-6额外功率:500kW额外电压:6000V额外电流:60A电机转子转动惯量:58kg·m2电机重:4t电机及泵体垂直与程度方向许可振幅值:<0.10mm此深井泵请求水质含沙量不大于0.1%,粒度不大于0.2mm,且水泵的第一级叶轮应浸人动水位1m以下。目前在七、八月洪水时期深井泵抽取金沙江水含沙量最高已靠近20%。

二、振动故障的判定泵与电机运转中发作振动,在有条件时,首先应断开两者之间的联轴器,剖析振源是来自于泵还是电机,并细心检讨立式电机底座与泵的衔接固定螺栓能否拧紧,装置后的程度度能否超差。

1.电机振动源及判定

(1)转子任务转速能否靠近临界转速。能够通过盘算电机轴的改变刚度及电机扭振频率能否同电机临界转速、泵角频率及电网频率靠近发作共振。尤其是第一次运用的电机,发作振动故障时,要进行剖析盘算。电机转子的任务转速应至少低于临界转速25%或高于临界转速40%左右。在剖析时还要斟酌到电机转子的质量不能简化成集中质量状况,而是沿转轴散布,因此剖析临界转速时应剖析到二阶和三阶等重要临界转速。

(2)电机转子的不均衡。电机转子的不均衡是最重要和罕见的振动起因,如:17#、19#电机,用速度测振仪(位移计)测得电机振动速度为9.8-10mm/s,对比IS02372振动速度规范,III类机械应小于4.5mm/s,而在9.8-10mm/s状况下,用测振仪测得电机振幅值抵达0.30mm。为了摸清电机转子的不均衡程度,咱们在现场制造了两副钢架分手架设两条平行钢轨(要注重钢架应有足够的刚度),钢轨上外表处理成光滑洁面,用程度仪配合将钢轨面调剂程度并固定。检讨时将电机转子置于两条钢轨之上,用手推进转子出口计量泵往返滚动屡次,每次待其静止后,在转子上面作上标志。用粘性物粘贴在着重地位的对称点上,再对转子进行屡次转动直至转子在随便地位都能停滞时,确认电机转子已抵达静均衡状况。以等效质量代替粘贴物,实现电机转子的均衡任务。如采取上述方式仍不能处理问题时,就须要将电机转子作动均衡测验。上述两台电机即在转子一侧增添45-5g均衡分量后,振幅值减至0.05mm,用位移计测得振动速度值在2.1mm/s左右。

(3)对已正常运用过一段时光的电机,其振动起因要检讨轴承间隙能否过大,转轴座固定螺钉能否松动,转轴能否有磨损和曲折或某一部分绕组短路、气隙不均,转子与定子间环形间隙不平均个别不得超越10%。特殊值得注重的是,电机振幅值在靠近规范值时,即以为还在及格规模内的状况下,带负荷以后往往电机振幅值将超标,这是因为全部深井泵传动体系振动的因素是互相影响并独特作用的后果。

 2.泵体振源及判定

(1)泵装置及拆卸偏向引起的振动。泵体及推力瓦在装置后的程度度和扬水管的垂直度超差将引起泵体的振动,同时这三个掌握值又有肯定关联。泵体装置完后,扬水管及泵头(不包含滤网)总长为26m,均为悬空挂置,假如扬水管垂直度偏向过大,在泵转动中必将形成扬水管及轴等猛烈振动。扬水管垂直度超差过大还将在泵运转历程中发作交变应力,引起扬水管的断裂。深井泵拆卸完后,扬水管在总长度规模内,垂直度误差应掌握在士2mm。泵的纵横向程度误差<0.05/1000mm。对泵头叶轮静均衡允差不大于10g,组装完后应有8-12mm高低串动间隙。装置及拆卸间隙误差是形成泵体振动的重要起因。

(2)传动轴的涡动。涡动又称“甩转”,是旋转轴发作的一种自激振动,它既不具备自在振动的特性,也不属受迫振动的类型。它的特性是轴在轴承间体现为回转静止,这种振动并不是在转轴抵达临界转速时发作,而是在较大规模内发作且与转轴自身的转速关系较少。深井泵的甩转重要由轴承光滑不充足引起,假如轴与轴承间的问隙较大,则回转静止方向与轴的转动方向相反,这种状况又称轴的颤动。特殊是深井泵传动轴很长,橡胶轴承和轴的配合间隙为0.20-0.30mm,当轴与轴承存在肯定间隙,轴与轴承不同心,中央距较大,间隙中又缺少光滑时,例如深井泵橡胶轴承的光滑供水管断裂、梗塞、误操作形成供水不充足或不及时等状况下,更易涌现颤动。在某一刹时转动着的轴颈与橡胶轴承在一点接触,轴颈遭到轴承给它的切向力,设力作用方向与轴的转速的方向相反,将此力向轴心平移,其力学效应相称于一个反时针方向的转矩和一个作用在轴颈中央的力,这个力平行于轴承壁接触点的切线方向,并且有使轴颈下移的趋向,因此轴颈将沿轴承壁作纯滚动,相称于一副内齿轮,这样就形成与轴旋转方向相反的回转静止。这已被咱们在日常运转中的状况所证明,这种状况连续时光稍长还会使橡胶轴承烧损。

(3)超负荷引起的振动。泵体推力瓦采取锡基巴氏合金,其许可负载为18MPa(180kgf/cm2)。泵体在起动时,推力瓦的光滑处于边界光滑状况。在泵体出水口奖励别装置有电动蝶阀和手动闸阀。在泵起动同时关上电动蝶阀,因为淤沙沉积形成阀板无法开启或人为因素形成手动闸阀封闭,排气不及时等,必将形成泵体的猛烈振动,并很快烧损推力瓦,如15#、17#泵即是如此。

(4)出口湍流振动。在泵出口顺次设置Dg500短管、止逆阀、电动蝶阀、手动阀、主管及水锤清除器,水的紊流静止发作无规矩的脉动景象,加上各阀的阻挠,部分阻力较大,引起动量的变更及压力的变更,作用于管壁上及泵体上使其振动,这能够视察压力表数值的脉动景象来解释。紊流中脉动变更的压力和速度场一直传递给泵体能量,当紊流的主频率与深井泵体系的固有频率相近时,体系就要排汇能量并引起振动。为增添这种振动影响,阀门应完整开启,短管应有相应长度并加设支座。按此处理后,振动值显著减小。

(5)深井泵的扭振。长轴深井泵与电机的联接采取弹性联轴器,传动轴总长24.94m。在泵运转中,存在着不同角频率的主振动的叠加。角频率不同的两个简谐振动分解后的后果不肯定是简谐振动,即泵体外部存在两自在度的改变振动,这是不可防止的。这种振动重要影响和伤害推力瓦。因此在保障每块立体推力瓦有相应的进油油楔状况下,咱们将原装备随机解释书中规矩的68#机油更换成100#机油,进步推力瓦光滑油的粘度,使推力瓦油液动压光滑膜的形成和维持不被损坏。

       (6)装在同一根梁上的泵互相影响引起的振动。深井泵及电机是装置在两根截面为1450mmx410mm的钢筋混凝土框架梁上的,每台泵与电机的集中质量达18t,两台相邻泵在同一框架梁上的运转振动,这又是一个两自在度的振动体系,当其中一台电机振动重大超标在不带负载试运转时,即弹性联轴器不衔接而空转电机时,另一台正常运转泵的电机振幅值升至0.15mm左右,此种状况不易被觉察,应引起注重。
 
 
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