离心泵转子振动分析

离心泵转子振动分析

徐秀枝 严建国 孝强

油气集输总厂孤岛原油库

摘要：随着离心泵机组容量的不断提升，泵的结构尺寸、轴系长度、转速及工质参数等都在不断增加，机组振动问题也越来越突出。正常运转的时候如果出转子出现振动情况的发生，会对极大的降低其使用效果。而造成离心泵转子振动的原因非常多，例如：转子本身不平衡、多个转子链接不对造成的不平衡等等。所以本文针对离心泵转子振动的主要原因进行了细致的分析，再采取有效的预防措施，从最大程度上来提高离心泵的使用效率。

关键词：离心泵转子 转子不平衡 振动 原因分析

前言：众所周知离心泵的应用在我国的电力行业、石油化工行业、航空航天行业等领域都是极其重要的设备。而它在其使用的过程中作为一种旋转式流体机械，运作的时候造成其振动的原因也是各种各样的。离心泵的核心部件是转子、承轴、基础系统。其中转轴和叶轮可以认为是转子，承轴和密封等属于静子。而本文就针对转子振动进行了细致的分析。

1、离心泵转子振动的研究意义

1. 1什么是离心泵的转子

离心泵的转子指的不是单一的轴，而是由多个零部件组成的一总称或者固定在轴上的部件。离心泵的转子可以由轴、叶轮、轴套以及其他套装零件组成，还有可以起到平衡轴向力的组织和起到器械密封的组合件也安装在其轴上。亦或者有一个或者多个能固定在轴上且直径大，还具有有流道的叶轮也可以可以称作为离心泵的转子

1、2离心泵振动与离心泵转子振动的区别

在分析离心泵转子振动原因的时候，首先我们要了解离心泵作为一种旋转式的流体的机械，在自身运行时就会由于多方面的原因造成其振动的发生，有自身机械和结构的原因、也有外部流体动力学等其它方面的原因、还有环境原因造成的一种受迫振动。而随着旋转机械转速的提高及性能的改善离心泵转子体统的部件能否急救有效的安全运行就是越来越不容忽视的问题。而一些非常常见的设备如：发动机、汽轮机、空气压缩机等这类旋转机械，都是以转子为最主要的工作部件。

2. 离心泵转子不平衡导致的振动

2、1转子原始不平衡所导致的振动

离心泵转子原始不平衡所指的是由于转子在制造过程中由于技术不严谨或者操作人员的操作技术出现偏差而对其造成误差，还有装配过程中由于信息不对称也对导致出现误差，以及使用材料时没有注意头尾均匀等都会造成转子质量的误差。所以离心泵转子在出厂的时候平衡必须达到平衡精度的要求，如果平衡精度没有做到极致的要求，那么在使用是就会产生比较大的振动。

2、2转子渐发性不平衡

转子的渐发性不平衡是指转子自身的尘垢积累，与介质间的尘垢沉积，介质里的颗粒物为其叶片与叶轮的不同程度的磨损及工作介质对转子长期的磨损腐蚀造成的。最显著的表现就是振动的幅度会随着时间的延长而慢慢变大。

2、3转子突发性不平衡

转子的突发性不平衡主要是由于转子自身的零部件脱离或者叶轮流道内有异物依附或卡塞在其内部，造成整体的机组振动值在短时间内有非常明显的增大，然后又急速回落后再稳定，且稳定在正常的水平内。

3. 离心泵转子振动的处理方法

3、1加强转子零部件之间的平衡关系

在使用离心泵转子时，首先应加强对转子零部件之间的平衡关系。因为离心泵转动时转动部件与静止部件的摩擦碰撞是最为常见的故障高发点。特别是现在由于制造效率和机组性能的提升，运作时摩擦碰撞更加明显，所以转子在摩擦碰撞之间就会出现一系列的并发症。转子振动就是最明显的提现，所以要预防离心泵转子振动的情况，就必须要做好转子间零部件的平衡关系。

3、2加强轴承支撑刚度

在安装或使用前可以加强离心泵的轴承支撑刚度，这样就可以减少由于刚度不足带来的转子振动的发生。首先可以提前利用轴承预紧法的方法来起到一个提高支承刚性轴承配置的目的。因为轴承的配置直接影响其轴承的刚度。其次可以采取多个轴承支承的方法，在轴向位置保持稳定的条件下，每一个支点可以采用两只或者多只以上的轴承作为径向支撑，这样便可以起到一个提高支承的刚性效果。

3、3机组设计与制造安装

为了减少使用时所出现的不必要的故障，应该在设计及安装的时候就要做到专业、严谨及提前规避风险的举措。在设计时，应该对机泵设备的型号、功率、转速、轮廓尺寸及规格都提前了解且进行细致的规划。在安装时要提前了解安装环境的特殊性，对安装环境的尺寸、标高等都要提前预计好，再根据其特点对不同的零部件或者位置进行加固处理或者拆装、重组等。以保证其机组的稳定运行以及使用后出现振动问题时的检修方便等。

结语：

综合以上对离心泵转子振动分析中可以看出，使其离心泵转子振动的原因非常多，所有我们是使用时应该每个原因的特点，再进行分析获得其解决方法，从而提高使用效率，带来更多的经济收益。

参考文献：

马鹏飞 《转速变化对离心泵性能影响的数值模拟研究及调速调节节能分析》

熊万里 段志善 闻邦椿 《用机电耦合模型研究转子系统的非平稳过程》

[J] 应用学学报 2020 17

李振平 闻邦椿 张金焕等《松动—裂纹故障转子系统的非线性动力学行为研究》[J] 中国机械工程 2003.14（22）