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大型长轴深井泵的振动故障分析

攀钢在金沙江上游建有一大型深井泵站，泵站由2个内径18m，深31m的深井及上部厂房构成。金沙江水经4根Dg1200管道进人深井，深井上部在截面为1450mm×410mm的钢筋混凝土框架梁上安有30JD-19x3型防砂深井泵20台。我们在经过长时间的安装及维护连接模块检修过程中，对其振动的原因作了一些探索。

一、深井泵有关技术性能参数型号：30JD-19x3，三级叶轮流量：1450m3/h传动轴长：24.94m，共9根轴泵轴径：080mm泵轴材质：40Cr转速：985r/min推力瓦油温：＜50℃冷却水压力：0.8MPa扬水管内径：500mm扬程：80m橡胶轴承润滑介质：清水不含电机时单机重：14t立式电机型号JKL额定功率：500kW额定电压：6000V额定电流：60A电机转子转动惯量：58kg·m2电机重：4t电机及泵体垂直与水平方向允许振幅值：＜0.l0mm

此深井泵要求水质含沙量不大于0.1％，粒度不大于0.2mm，且水泵的第一多功能机级叶轮应浸人动水位lm以下。目前在七、八月洪水期间深井泵抽取金沙江水含沙量最高已接近20％。

二、振动故障的判断泵与电机运转中发生振动，在有条件时，首先应断开两者之间的联轴器，分析振源是来自于泵还是电机，并仔细检查立式电机底座与泵的连接固定螺栓是否拧紧，安装后行程的水平度是否超差。

1．电机振动源及判别

(1)转子工作转速是否接近临界转速。可开沟机以通过计算电机轴的平度扭转刚度及电机扭振频率是否同电机临界转速、泵角频率及电频率接近产生共振。尤其是第一次使用的电机，发生振动故障时，要进行分析计算。电机转子的工作转速应至少低于临界转速25％或高于临界转速40％左右。在分析时还要考虑到电机转子的质量不能简化成集中质量情况，而是沿转轴分布，因而分析临界转速时应分析到二阶和三阶等主要临还产生部份塑性变形界转速。

(2)电机转子的不平衡。电机转子的不平衡是最主要和常见的振动原因，如：17＃、19＃电机，用速度测振仪（位移计）测得电机振动速度为9.8-l0mm/s，对照IS02372振动速度标准，III类机械应小于4.5mm/s，而在9.8-l0mm/s状态下，用测振仪测得电机振幅值达到0.30mm。为了摸清电机转子的不平衡程度通过努力，我们在现场制作了两副钢架分别架设两条平行钢轨（要注意钢架应有足够的刚度），钢轨上表面处理成光滑洁面，用水平仪配合将钢轨面调整水平并固定。检查时将电机转子置于两条钢轨之上，用手推动转子来回滚动多次，每次待其静止后，在转子下面作上标记。用粘性物粘贴在偏重位置的对称点上，再对转子进行多次并与BVB Substrates团队密切合作向市场推行转动直至转子在随意位置都能停止时，确认电机转子已达到静平衡状态。以等效质量取代粘贴物，完成电机转子的平衡工作。如采用上述方法仍不能解决问题时，就需要将电机转子作动平衡检验。上述两台电机即在转子一侧增加g平衡重量后，振幅值减至0.05mm，用位移计测得振动速度值在2.1mm/s左右。

(3)对已正常使用过一段时间的电机，其振动原因要检查轴承间隙是否过大，转轴座固定螺钉是否松动，转轴是否有磨损和弯曲或某一部分绕组短路、气隙不均，转子与定子间环形间隙不均匀一般不得超过10％。特别值得注意的是，电机振幅值在接近标准值时，即认为还在合格范围内的情况下，带负荷以后往往电机振幅值将超标，这是因为整个深井泵传动系统振动的因素是相互影响并共同作用的结果。

2.泵体振源及判断

(1)泵安装及装配偏差引起的振动。泵体及推力瓦在安装后的水平度和扬水管的垂直度超差将引起泵体的振动，同时这三个控制值又有一定关联。泵体安装完后，扬水管及泵头（不包括滤）总长为26m，均为悬空挂置，如果扬水管垂直度偏差过大，在泵转动中必将造成扬水管及轴等剧烈振动。扬水管垂直度超差过大还将在泵运转过程中产生交变应力，引起扬水管的断裂。深井泵装配完后，扬水管在总长度范围内，垂直度误差应控制在士2mm。泵的纵横向水平误差 0.05/l000mm。对泵头叶轮静平衡允差不大于10g，组装完后应有mm上下串动间隙。安装及装配间隙误差是造成泵体振动的重要原因。

(2)传动轴的涡动。涡动又称“甩转”，是旋转轴发生的一种自激振动，它既不具有