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国产大型立式离心泵的振动轴承发热、损坏及减振治理
2011年8月31日
     国产大型立式离心水泵在运行过程中,出现振动大、上下轴承经常发热、损坏,甚至泵轴与轴承连接部位磨损。水泵运行不稳定,影响正常供水,需要对其进行减振治理。
    厦门水务集团制水公司取水泵站江东泵站设计日供水能力为50万m3,共安装六台立式离心泵,其中两台进口泵,四台国产泵。国产泵型号为28SLA-10,流量Q=4700m3/h,扬程H=90m,转速n=994rpm。水泵在运行过程中,出现振动大、上下轴承经常发热、损坏,甚至泵轴与轴承连接部位磨损。水泵运行不稳定,影响正常供水,需要对其进行减振治理。
一、水泵振动原因分析
    1、国产立式水泵28SLA-10是由卧式泵直接改造而成。电机底座与水泵底座之间垂直高度为4.3m,传动轴系重达3t。相对于卧式泵,它增加了一根长为3752mm直径为140mm的中间传动轴。在结构上,除了在中间传动轴上加装一个轴承外,未进行任何改造。此四台水泵运行压力长期为0.7~0.85MPa。在扬程高、流量大的工况下,这样一个重心高,质量大的系统高速旋转,产生的离心力是很大的,会造成机组较大的振动。加上支架和水泵进出水方向连接刚度不够,导致水泵和各连接件有较大的位移。运行时水泵的位移导致上轴承受力状况改变,振动加大,因此容易发热。若矫正水泵位移,改善轴承受力条件,可降低系统的振动烈度。
机组结构示意图
在中间传动轴上加装一个轴承
在水泵运行状态下,使用百分表对各点沿进出水方向的最大位移量进行测量,结果如下表(单位:mm)
水泵上各轴承位移量测量表
位置 A B C D E F
运行位移量 0.75 0.72 0.56 0.68 0.30 0.08
    可以看出,水泵上轴承A点位移量最大,管线中F点最小。
    2、水泵与传动轴之间为刚性连接。由于制造、安装原因,运行时泵轴与传动轴同心,造成水泵振动;电机、传动轴等其它震源产生的振动也直接传递给水泵,形成振动的叠加,进一步加大水泵振动。另外,这种刚性连接加大水泵上轴承所承受的外力,致使轴承易发热,影响到泵轴。
    二、改造情况
针对以上原因,我们采取了以下两个步骤进行改造。
    1、加强管路刚度。考虑到对水泵进行加固比较困难,采取在水泵出口钢管焊接“加强筋”的办法。沿进出水方向,在水泵出口渐扩管与出水阀门之间的连接钢管两端法兰,用8条厚度为32mm、宽度为100mm的钢板进行焊接。增加钢管的刚度,减少变形量,抵抗水泵位移。经测量,加筋后,水泵A点的位移量降至0.35mm。
    2、对传动系统进行改造。为减少电机、传动轴的振动向水泵传递,把水泵与传动轴之间的刚性连接改为弹性连接。使用GB4323-84弹性套柱销联轴器,最大补偿位移量为0.6mm,补偿角为1°30′。这样,电机、传动轴的振动可以通过弹性联轴器得到补偿,不会直接传递到水泵。
    三、改造结果
    改造后,经测量,水泵振动由改造前的振速4.3cm/s降低为1.48cm/s。根据振动烈度标准ISO2372-1974可以判定,水泵运行处于优秀区。同时,水泵运行平稳,上轴承只需正常维护,泵轴被磨损现象也没有了,说明改造是成功的。

编辑:孔凡昌