大型長軸深井泵的振動(dòng)故障分析及解決——湖南長沙水泵廠湖南天宏泵業(yè)
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通過對(duì)大型深井泵的振動(dòng)故障分析及可能產(chǎn)生振動(dòng)的各種原因，提出了在現(xiàn)場對(duì)電動(dòng)機(jī)及泵進(jìn)行簡易判斷的方法。
攀鋼在金沙江上游建有一大型深井泵站，泵站由2個(gè)內(nèi)徑18m，深31m的深井及上部廠房構(gòu)成。金沙江水經(jīng)4根Dg1200管道進(jìn)人深井，深井上部在截面為1450mm×410mm的鋼筋混凝土框架梁上安有30JD-19x3型防砂深井泵20臺(tái)。我們在經(jīng)過長時(shí)間的安裝及維護(hù)檢修過程中，對(duì)其振動(dòng)的原因作了一些探索。
一、深井泵有關(guān)技術(shù)性能參數(shù)
型號(hào)：30JD-19x3，三級(jí)葉輪
流量：1450m3/h
傳動(dòng)軸長：24.94m，共9根軸
泵軸徑：080mm
泵軸材質(zhì)：40Cr
轉(zhuǎn)速：985r/min
推力瓦油溫：＜50℃
冷卻水壓力：0.8MPa
揚(yáng)水管內(nèi)徑：500mm
揚(yáng)程：80m
橡膠軸承潤滑介質(zhì)：清水
不含電機(jī)時(shí)單機(jī)重：14t
立式電機(jī)型號(hào)JKL15-6
額定功率：500kW
額定電壓：6000V
額定電流：60A
電機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)慣量：58kg·m2
電機(jī)重：4t
電機(jī)及泵體垂直與水平方向允許振幅值：＜0.l0mm
此深井泵要求水質(zhì)含沙量不大于0.1%，粒度不大于0.2mm，且水泵的*級(jí)葉輪應(yīng)浸人動(dòng)水位lm以下。目前在七、八月洪水期間深井泵抽取金沙江水含沙量zui高已接近20%。
二、振動(dòng)故障的判斷
泵與電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)中發(fā)生振動(dòng)，在有條件時(shí)，首先應(yīng)斷開兩者之間的聯(lián)軸器，分析振源是來自于泵還是電機(jī)，并仔細(xì)檢查立式電機(jī)底座與泵的連接固定螺栓是否擰緊，安裝后的水平度是否超差。
1.電機(jī)振動(dòng)源及判別
?。?）轉(zhuǎn)子工作轉(zhuǎn)速是否接近臨界轉(zhuǎn)速?？梢酝ㄟ^計(jì)算電機(jī)軸的扭轉(zhuǎn)剛度及電機(jī)扭振頻率是否同電機(jī)臨界轉(zhuǎn)速、泵角頻率及電網(wǎng)頻率接近產(chǎn)生共振。尤其是*次使用的電機(jī)，發(fā)生振動(dòng)故障時(shí)，要進(jìn)行分析計(jì)算。電機(jī)轉(zhuǎn)子的工作轉(zhuǎn)速應(yīng)至少低于臨界轉(zhuǎn)速25%或高于臨界轉(zhuǎn)速40%左右。在分析時(shí)還要考慮到電機(jī)轉(zhuǎn)子的質(zhì)量不能簡化成集中質(zhì)量情況，而是沿轉(zhuǎn)軸分布，因而分析臨界轉(zhuǎn)速時(shí)應(yīng)分析到二階和三階等主要臨界轉(zhuǎn)速。
（2）電機(jī)轉(zhuǎn)子的不平衡。
電機(jī)轉(zhuǎn)子的不平衡是zui主要和常見的振動(dòng)原因，如：17＃、19＃電機(jī)，用速度測振儀（位移計(jì)）測得電機(jī)振動(dòng)速度為9.8-l0mm/s，對(duì)照IS02372振動(dòng)速度標(biāo)準(zhǔn)，III類機(jī)械應(yīng)小于4.5mm/s，而在9.8-l0mm/s狀態(tài)下，用測振儀測得電機(jī)振幅值達(dá)到0.30mm。為了摸清電機(jī)轉(zhuǎn)子的不平衡程度，我們在現(xiàn)場制作了兩副鋼架分別架設(shè)兩條平行鋼軌（要注意鋼架應(yīng)有足夠的剛度），鋼軌上表面處理成光滑潔面，用水平儀配合將鋼軌面調(diào)整水平并固定。檢查時(shí)將電機(jī)轉(zhuǎn)子置于兩條鋼軌之上，用手推動(dòng)轉(zhuǎn)子來回滾動(dòng)多次，每次待其靜止后，在轉(zhuǎn)子下面作上標(biāo)記。用粘性物粘貼在偏重位置的對(duì)稱點(diǎn)上，再對(duì)轉(zhuǎn)子進(jìn)行多次轉(zhuǎn)動(dòng)直至轉(zhuǎn)子在隨意位置都能停止時(shí)，確認(rèn)電機(jī)轉(zhuǎn)子已達(dá)到靜平衡狀態(tài)。以等效質(zhì)量取代粘貼物，完成電機(jī)轉(zhuǎn)子的平衡工作。如采用上述方法仍不能解決問題時(shí)，就需要將電機(jī)轉(zhuǎn)子作動(dòng)平衡檢驗(yàn)。上述兩臺(tái)電機(jī)即在轉(zhuǎn)子一側(cè)增加45-5g平衡重量后，振幅值減至0.05mm，用位移計(jì)測得振動(dòng)速度值在2.1mm/s左右。
?。?）對(duì)已正常使用過一段時(shí)間的電機(jī)，其振動(dòng)原因要檢查軸承間隙是否過大，轉(zhuǎn)軸座固定螺釘是否松動(dòng)，轉(zhuǎn)軸是否有磨損和彎曲或某一部分繞組短路、氣隙不均，轉(zhuǎn)子與定子間環(huán)形間隙不均勻一般不得超過10%。
特別值得注意的是，電機(jī)振幅值在接近標(biāo)準(zhǔn)值時(shí)，即認(rèn)為還在合格范圍內(nèi)的情況下，帶負(fù)荷以后往往電機(jī)振幅值將超標(biāo)，這是因?yàn)檎麄€(gè)深井泵傳動(dòng)系統(tǒng)振動(dòng)的因素是相互影響并共同作用的結(jié)果。
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