广西玉柴石油化工有限公司 广西钦州 535008
摘要：现今，随着我国石油企业的发展，离心泵已经成为石油化工领域的一个重要的设备，它的应用能够提高石油化工企业的经济收益，提高工作效率，这不仅为我国社会经济的发展提供了一定的保障，同时还为石油化工领域的发展奠定了良好的设备基础，一定程度上推动了我国社会的发展。为消除离心泵的不平衡问题，分析了转子质量不平衡的一系列原因，根据转子动平衡力学原理和校正转子平衡的技术，总结出了双支撑式离心泵和悬臂式离心泵的动平衡方法，给出了平衡校正面的选择原则，并结合离心泵转子校正实例进行验证和说明。
关键词：石油化工厂；离子泵；转子动；平衡技术
1前言
离心泵广泛应用于石油化工领域的旋转设备，因为它的使用情况和传输媒介的特点是不同的，完全不同的结构和性能参数，拥有两个双支撑固定端约束式离心泵是最常见的、应用最强大的离心泵的结构形式。双支撑离心泵运行稳定，功率较大，可以用于多级泵及大排量泵，叶轮级数从一级到十三级甚至更多。随着现代工业的发展，离心泵转速和精度的双重支持要求也日益增加，其在高速下工作时，由于材料，转子的加工和装配误差和非对称几何因素，如质量的不均匀分布，在一定程度的偏心率。在这种情况下，产生了一个大的偏心力，使其振动。振动导致了双支承离心泵的性能下降，导致机械故障，造成了不可估量的生命和财产损失。分析了振动的原因，主要是转子不平衡。据统计，各种离心泵的振动导致的设备故障约占60%~70%，转子不平衡的失败率约为30%。为了消除或减少离心泵的振动，首先考虑的是转子动平衡。动态平衡降低了转子的偏转和机器的振动，提高了机器的使用寿命，保证了机器的安全、平稳运行。
2离心泵常见结构分析
离心泵分为悬臂式离心泵和双支撑离心泵，根据不同的支撑方式。根据叶轮系列，分为单级离心泵和多级离心泵。根据叶轮和支架的组合，有单级悬臂离心泵、两级悬臂离心泵、单级双支离心泵、多级双支撑离心泵等4种类型。离心泵叶轮主要有闭式叶轮、半开式叶轮和开式叶轮。闭式叶轮由前后盖和叶片组成，效率高，在离心泵中应用最为广泛。半开式叶轮分为前开式叶轮和后开式叶轮。前开式叶轮由后盖板和叶片组成，开式叶轮由前盖板和叶片组成。开式叶轮效率低，很少使用。
3动平衡的原理与技术
3.1转子不平衡原因
造成转子不平衡的原因有多方面，归纳起来主要分为3类：
转子叶轮的材料和结构为铸铁，材料质量分布不均匀。轴的键槽主要在一边，转子轴的质量分布不对称于旋转中心。加工和装配的原因。机械加工和装配大多是手工操作。为了保证各部分的协调，将会出现错误。在叶轮的铸造和轴的加工过程中，每个叶轮的根管不能完全径向对称，轴也不是一个完整的圆柱体。在装配过程中，由于存在间隙和耦合，转子的同心度降低。此外，对于多级叶轮的轴系，叶轮的质量在装配完成后对轴产生压力。轴不能保证绝对刚性，挠度会扭曲。运行过程中的不平衡。随着转子的运行，流道内的流体不断腐蚀，叶轮、轴和摩擦材料的轴承逐渐积聚，这些将导致叶轮和轴重量分布不均匀，旋转中心和质量中心不是巧合。此外，零件的松动，甚至脱落会引起不平衡，产生振动。
3.2转子的平衡原理
从转子的不平衡情况可知，转子的平衡应消除不平衡质量的离心力。使得转子力系的合力矢与合力矩均为零，即∑F=0、∑M=0，这便是转子平衡的力学原理。如图1所示，在实际转子的平衡，使用双面平衡原则，把所有叶轮在叶轮平面上的不平衡力两个垂直分解，然后根据力系统合并的原则，总结两个平面，得到整个转子轴系系统。这样，通过找到两个方便的标定平面来消除不平衡力，可以达到转子的平衡。
（1）支撑问题。原在选择支持时应参考实际运行时轴承的转子，但对于这类转子来说，有时支撑位要视情况选择更接近校正面的位置，以防止校正过程中出现陀螺效应。
（2）平衡表面的选择。一般来说，转子只有两个叶轮，所以在平衡面上可以选择两个叶轮。
（3）加去重方法。有时需要类转子加重，由于其结构的特殊性，其发展并不一定很多，当需要去重质量过大时，以防止损坏转子结构，需要考虑进行加重处理，主要作用是焊接；在更多的情况下，应该优先考虑去重的方法，采用打磨为主。
4.3校正面一个在支撑位中间一个在支撑位一侧
这种转子结构特别，在离心泵增压器中使用较多，结构如图5所示。
它位于两个支架之间，而不是叶轮，而是增强惯性稳定性的装置。
图5 校正面一个位于支撑位中间一个位于支撑位一侧的离心泵转子
（1）支撑问题。由于特殊的转子结构，有时由于叶轮的质量，需要用一些夹具将其固定在平衡机上。
（2）平衡表面的选择。一般选择惯性稳定增强装置和叶轮表面作为平衡校正，惯性稳定增强装置通常会增加零件的需要，但特殊情况不能使用，也可以在对轮上进行校正。
（3）加去重方法。在叶轮上通常采用打磨的方法；需要注意的是，在两个支撑中间的惯性稳定增强装置，这是不能为了打磨的部件，有时可以钻孔，在大多数情况下需要采用加重手段；在车轮上可以选择钻孔的方法去重。
5结束语
通过上面动平衡校正的案例可以看出，平衡面的选取和分解直接决定平衡方案的制定，还将影响平衡面的确定方法和操作的最终结果，它不仅对双支撑离心泵转子尤为突出和明显，其他需要转子动平衡的双支撑转子系统同样重要，如何正确地选择和分解平衡面是平衡校正的首要任务。
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论文作者:黄昌胜
论文发表刊物:《基层建设》2017年第30期
论文发表时间:2018/1/7
标签：转子论文; 叶轮论文; 离心泵论文; 动平衡论文; 不平衡论文; 结构论文; 质量论文; 《基层建设》2017年第30期论文;