湖北省樊口电排站管理处 湖北省鄂州市 436001
摘要：经济的发展，城市化进程的加快，促进水利工程建设项目的增多。在整个水利工程中，泵站是非常重要的一个组成部分，泵站承担着抗洪、防涝以及农田灌溉等艰巨的任务，直接影响着人们的生活质量，影响着水资源的供应情况。要想确保水泵机组的工作性能能够达到相关要求，水泵就必须要时刻保持稳定的运行状态。而一台水泵机组是由多个零部件所组成的，它在运转的过程中会产生巨大的旋转力，如果机组的零部件在运行过程中出现声响、松动等现象，那么就是因为水泵机组的运行状态不够稳定，在运行过程中产生较大的振动。本文就水泵机组振动问题展开探讨。
关键词：水泵机组；振动监测；频率
引言
泵站是水利工程的重要组成部分，我国的泵站几乎都承担着防洪、除涝以及灌溉等任务的实施，为人民生活、生产所需的水资源提供重要保障，在水资源的利用调度上发挥着重要的作用。
1振动的形式
旋转设备中的振动方式主要分为两种：一是自激振动，表现为机械振动的频率与其旋转部分（即转子）的转速存在差异，从而导致转子与定子在相对运动中存在不断相互作用的交变力，特别是在机组运行过程中升速或超速（大于临界转速）的情况下突然发生，这经常是构成突发性故障的主要原因；二是强迫振动，它是由于设备联轴器在对中、耦合过程时误差过大，安装偏差或转轴出现一定程度的弯曲造成的，其振动特征频率为转子的转频及其倍频，本文案例所描述的故障主要为此类型的振动。
2水泵机组振动现象
2.1转轮间隙不均引起的振动
转轮间隙不均会使主轴产生径向振摆，由于流过不均匀间隙的流速不均，导致间隙中压力不等，而使大轴产生周期性振摆。转轮间隙不均，则流过转轮间隙的水的流速也不等。间隙大的流速小，压力大；反之流速大，压力小。压力大的必然氢转轮推向压力小的一侧，使转轮出现径向位置偏移，这个径向位置偏移又靠长的弹性轴（相对而言）来恢复原状，一直不断这样重复开始，引起振动。随着转轮的旋转，其间隙值出现不断变化，而引起周期性的压力脉动、脉动的频率等于主轴的旋转频率，脉动的振幅变化规律，近似于正弦波。扬程、转速、动态间隙变化值的大小与压力脉动成正比，间隙的大小与压力脉动成反比。也就是说，压力脉动引起的振动越小，转轮间隙就大。但是间隙太大，漏损水量也就大，机组效率就会降低，动态间隙变化值的大小，取决于水导间隙的大小，主轴摆度的大小和转轮的同心度偏差的大小。
2.2叶片角度不同步引起的振动
水泵机组中的叶片存在角度不同步的问题。一种是制造比较粗糙的农机，在制作叶片的时候，只对表面进行简单的浇筑，没有进行进一步的加工，这样很可能会出现叶片的扭曲值出现差异，导致每一个叶片的角度都各不相同。在运行的过程中，就会导致叶片与水流接触不均匀，进而导致振动现象的发生。另一种是叶片安装的过程中不规范、不统一，没有对叶片进行合理的调整，导致叶片之间的角度出现差异，这也会引起振动现象的发生。
2.3启动过程引起的振动
这种振动，对于虹吸式流道而言，机组启动时，残存流道内的空气排除过程也就是虹吸形成的过程。水侧位的高低决定着振动过程的长短，水位低，可抽的真空值就多，流道内残存的空气就少，排气的时间就短，振动的时间也就短。这种振动，对于采用拍门的平直管式流道就是这一种阻尼式的水锤振动。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆这种振动一般来说是难免的，但时间毕竟是短暂的，相对来说对机组的影响不是很大，若想减轻这种振动，只有在出水侧水位低于流道出口高程时启动，并采用平直管式流道，这种条件很难满足。
3水泵机组振动过大的原因
3.1电气方面
电动机作为水泵机组重要的电气设备，如果其内部出现故障或者问题，那么就会导致水泵机组出现振动过大的现象。如电动机的内部磁力出现不平衡的现象，那么经常会导致噪音以及振动现象的产生。如果异步电动机在运行的过程中，因为定转子齿谐波磁通相互作用而产生的定转子间径向交变磁拉力，或大型同步电机在运行中，定转子磁力中心不一致或各个方向上气隙差超过允许偏差值等，都会造成电机周期性振动，从而导致噪音的出现。
3.2流体因素
流体因素是水泵机组可能出现振动的主要因素之一，因为流体工况复杂，且在水泵内部各处的压力受到不同参数制约，从而容易产生不稳定的情况。首先我们考虑流体的物理因素，如进水速度或者水泵内部压力不均匀分布，或者液体偏流、脱流现象，以及水泵汽蚀等情况都会导致水泵机组的振动。此外，在泵体开机、关机以及工况发生改变（如额定出口流速等），或者是停电、制动过程使输水管道产生的水锤作用也会导致机组的振动产生，这可以归结为在动态平衡过程中流体压力变化剧烈的原因；其次，如果水泵水质频繁出现较为明显的硬化或者酸碱度变化，容易导致水泵内部组件发生形变，从而产生汽蚀，在水泵机组运行时产生较大的噪声，引起不规则振动。
3.3机械方面
机械方面的原因主要指的是水泵机组部件质量和安装上面的原因，如果电机以及其他部件出现粗制滥造、质量不好、安装质量差、摆渡超过允许值、机组轴线不对称、零部件的机械强度以及刚度差、轴承或者是密封部件磨损破坏以及水泵临界转速出现与机组固有频率一直引起的共振等，这些现象的产生都会导致水轮机组产生非常强烈的振动以及噪音。
3.4操作因素
因为人为操作因素可能出现的振动情况也不是少数情况。对泵组进行启动过程中如果没有按照一定的操作要求，或者对启动和停机的顺序不明确，经常进行电气制动等都会导致泵体出现较为严重的振动问题。
4振动消除的方法
（1）在灌溉运行期间水工人员多监视前池的水位，用进水闸控制水位，随时开启和关闭闸门，保证机组在设计水位运行，并且让水工专人负责前池拦污栅前杂草的清除工作，将拦污栅在不影响进水量的同时栅条的间距调小一些。不利于杂草的进入。（2）检修工作是一项综合性的工作，我们要从每个环节入手，层层把关，绝不让不合格的产品进入场地，把好每一道工序的验收工作；严格要求工程技术人员的各项操作要求，做好技术数据的计算和整理工作。熟练掌握每个测试仪器的使用和方法。严格坚持“三检制”，班员初检，班长复检和技术员和主管领导终检的原则。不能义气用事，科学，严谨认真的对待此项工作。（3）对于水泵机组在叶轮上用环氧树脂抗磨喷涂磨蚀面，减小泵腔内的空气进入，是叶片保持光滑，经常检查检查叶轮是否有磨蚀凹坑，检查各密封配件是否结构良好。
结语
在日常工作中，要加强对水泵机组的维护保养，确保泵站正常运行，减少影响水泵机组产生剧烈振动的因素，提高水泵装置工作效率，避免机组损伤、损坏甚至被逼停机，把振动控制在一定的合理范围内。
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论文作者:宋永强
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2019年2期
论文发表时间:2019/6/14
标签：机组论文; 水泵论文; 间隙论文; 转轮论文; 叶片论文; 现象论文; 压力论文; 《建筑学研究前沿》2019年2期论文;