如何減輕機(jī)械的振動(dòng)？

一、從設(shè)計(jì)制造環(huán)節(jié)消除振動(dòng)

1、機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方面注意的問題

①軸的設(shè)計(jì):增加傳動(dòng)軸支撐軸承的數(shù)目，減小支撐間距、在適當(dāng)范圍內(nèi)減小軸長，適當(dāng)加大軸的直徑，增加軸的剛度;當(dāng)泵軸轉(zhuǎn)速逐漸增加并接近或整數(shù)倍于泵轉(zhuǎn)子的固有振動(dòng)頻率時(shí)，泵就會(huì)猛烈振動(dòng)起來，所以在設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)使傳動(dòng)軸的固有頻率避開電機(jī)轉(zhuǎn)子角頻率提高軸的制造質(zhì)量，防止質(zhì)量偏心和過大的形位公差。

② 滑動(dòng)軸承的選擇:采用無須潤滑的滑動(dòng)軸承;在液態(tài)烴等化工泵中，滑動(dòng)軸承材料應(yīng)采用具有良好自潤滑性能的材料，比如聚四氟乙烯;在深井離心泵中，導(dǎo)流襯套選擇填充聚四氟乙烯、石墨和銅粉的材質(zhì)，并合理設(shè)計(jì)其結(jié)構(gòu)，使滑動(dòng)軸承的固定可靠:葉輪密封環(huán)和泵體密封環(huán)處采用摩擦因數(shù)小的摩擦副，比如M20IK石墨材料一鋼;限制最高轉(zhuǎn)速;提高軸瓦承載能力及軸承座的剛度。

③使用應(yīng)力釋放系統(tǒng)。對(duì)于輸送熱介質(zhì)的離心泵，設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)使由泵體變形而引起的連接件之間的結(jié)構(gòu)應(yīng)力得以釋放，比如在泵體地腳螺栓上面增加螺栓套，避免泵體直接和剛度很大的基礎(chǔ)接

2、離心泵的離心力設(shè)計(jì)注意事項(xiàng)

①合理地設(shè)計(jì)離心泵葉輪及流道，使葉輪內(nèi)少發(fā)生汽蝕和脫流;

② 合理選擇葉片數(shù)、葉片出口角、葉片寬度、葉片出口排擠系數(shù)等參數(shù)，消除揚(yáng)程曲線駝峰;

③泵葉輪出口與蝸殼隔舌的距離，有資料認(rèn)為該值為葉輪外徑的十分之一時(shí)，脈動(dòng)壓力最小;

④把葉片的出口邊緣做出傾角(比如做成20°左右)，來減小沖擊;

⑤保證葉輪與蝸殼之間的間隙;

⑥提高泵的工作效率。同時(shí)，對(duì)泵的出離心流道等相關(guān)流道進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，減少離心力損失引起的振動(dòng)。

⑦合理設(shè)計(jì)各種泵的進(jìn)口段處的吸入室，以及壓縮級(jí)的機(jī)械結(jié)構(gòu)減少壓力脈沖，可以保證流場(chǎng)穩(wěn)定，提高泵的工作效率，減小能量損失，也可以提高泵的振動(dòng)動(dòng)態(tài)性能的穩(wěn)定性。

3、汽蝕振動(dòng)是泵振動(dòng)的很重要的一部分。當(dāng)泵的入口壓力低于相應(yīng)溫度下的飽和壓力時(shí)，會(huì)發(fā)生伴隨劇烈振動(dòng)的汽蝕。減小汽蝕的措施包括:

①確定離心泵的安裝高度時(shí)，使裝置的有效汽蝕余量大于泵的最小裝置汽蝕余量;

②適當(dāng)加大進(jìn)口管直徑，縮短進(jìn)口管長度，減少管路附件，通流部分?jǐn)嗝孀兓柿η笞钚?，降低管壁的粗糙?

③減少彎頭數(shù)目和加大管道轉(zhuǎn)彎角度;

④降低離心泵的工作轉(zhuǎn)速;

⑤采用抗空化汽蝕的材料，比如不銹鋼，或在容易發(fā)生汽蝕的部位涂環(huán)氧樹脂;

⑥進(jìn)口流道設(shè)計(jì)要合理，力求平滑，使進(jìn)入葉輪的離心流體速度和壓力分布均勻，避免局部低壓區(qū)

⑦提高制造加工質(zhì)量，避免因?yàn)槿~片型線不準(zhǔn)確造成局部流速過大，壓降過多;

⑧提高泵裝置的抗汽蝕性能，包括在泵的進(jìn)口處設(shè)置離心力增能器，或采取增能器的結(jié)構(gòu)，提高泵的吸入壓頭，從而提高泵裝置汽蝕余量;增加幾何倒灌高度;

⑨盡量減少進(jìn)口管路離心壓頭損失;

4、基礎(chǔ)的設(shè)計(jì):

①基礎(chǔ)的重量應(yīng)為泵和電機(jī)等機(jī)械重量總和的三倍以上;

②離心泵的基礎(chǔ)應(yīng)具有相當(dāng)?shù)膹?qiáng)度;

③電機(jī)支架與基礎(chǔ)最好做成一體或做成面接觸;

④在泵和支架之間設(shè)置隔振墊或隔振器。

⑤在管路之間采用減振材料連接，減少管路布置，可以消除彈性接觸和離心力損失帶來的振動(dòng)。

5、從安裝和維護(hù)過程消除振動(dòng)

①軸和軸系安裝前檢查離心泵軸、電機(jī)軸、傳動(dòng)軸有沒有彎曲變形、質(zhì)量偏心的情況，若有，則必須矯正或者進(jìn)一步加工;檢查與導(dǎo)軸承接觸的傳動(dòng)軸，是否因彎曲而摩擦軸瓦或襯套而使自己受激力。如果監(jiān)測(cè)表明，軸實(shí)際上已經(jīng)彎曲了，則矯正泵軸。同時(shí)，檢查軸承間隙值，若該值過大，則表明軸承已磨損，需更換軸承。

②葉輪:動(dòng)、靜平衡是否合格。

③ 聯(lián)軸器:螺栓間距是否良好:彈性柱銷和彈性套圈結(jié)合不能過緊;聯(lián)軸器內(nèi)孔與軸的配合是否過松，若太松，可采用諸如噴涂的方法來減小聯(lián)軸器內(nèi)徑直至其達(dá)到過渡配合所要求的尺寸，而后將聯(lián)軸器固定在軸上。

④滑動(dòng)軸承間隙值是否符合標(biāo)準(zhǔn);各處潤滑是否良好;提高泵的軸瓦檢修工藝離心平，嚴(yán)格遵循先刮瓦、后研磨、再刮瓦的循環(huán)程序保證軸瓦與軸頸的接觸面積達(dá)到規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn):

a.泵軸頸與軸承間隙值，通過更換前后軸承、研磨、刮瓦、調(diào)整等手段達(dá)到合格。

b.泵軸承體與軸承箱球面頂間隙值合格。

c.泵軸軸承下瓦和泵軸軸頸接觸點(diǎn)及接觸角度:標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定下瓦背與軸承座接觸面積應(yīng)在60%以上，軸頸處滑動(dòng)接觸面上的接觸點(diǎn)密度保持在每平方厘米2~4個(gè)點(diǎn)，接觸角度保持在60“~90"。

⑤ 支架和底板:及時(shí)發(fā)現(xiàn)有振動(dòng)的支撐件的疲勞情況，防止因?yàn)閺?qiáng)度和剛度降低造成固有頻率下降。

⑥間隙和易損件保證電機(jī)軸承間隙合適;適當(dāng)調(diào)整葉輪與渦殼之間的間隙;定期檢查、更換葉輪口環(huán)、泵體口環(huán)、級(jí)間襯套、隔板襯套等易磨損零件。

6、消除由干泵的選型和操作不當(dāng)引起的振動(dòng)

①兩泵并聯(lián)應(yīng)保證泵性能相同。

②泵性能曲線應(yīng)為緩降型為好，不能有駝峰。使用時(shí)要注意:消除導(dǎo)致離心泵超載的因素，比如流道堵塞;

③適當(dāng)延長泵的啟動(dòng)時(shí)間，減小對(duì)傳動(dòng)軸的擾動(dòng)，減小轉(zhuǎn)動(dòng)部件和靜止零件之間的碰撞和摩擦，以及由此引起的熱變形;

④對(duì)于離心泵的滑動(dòng)軸承，啟動(dòng)過程中應(yīng)加足預(yù)潤滑油，避免干啟動(dòng);

⑤定期向需要注油的軸承適量注油;

⑥對(duì)于長軸液下離心泵，因?yàn)檩S系存在著扭轉(zhuǎn)振動(dòng)，若使用的有推力瓦，則受損傷的主要是推力瓦，這時(shí)可以適當(dāng)提高潤滑油的粘度防止液體動(dòng)壓潤滑膜的破壞。

⑦為了防止泵的振幅過大，還可以使用測(cè)量分析振動(dòng)狀況來確定離心泵的最佳工作參數(shù)。

7、消除由干泵的選型和操作不當(dāng)引起的振動(dòng)

①兩泵并聯(lián)應(yīng)保證泵性能相同。

②泵性能曲線應(yīng)為緩降型為好，不能有駝峰。使用時(shí)要注意:消除導(dǎo)致離心泵超載的因素，比如流道堵塞;

③適當(dāng)延長泵的啟動(dòng)時(shí)間，減小對(duì)傳動(dòng)軸的擾動(dòng)，減小轉(zhuǎn)動(dòng)部件和靜止零件之間的碰撞和摩擦，以及由此引起的熱變形;

④對(duì)于離心泵的滑動(dòng)軸承，啟動(dòng)過程中應(yīng)加足預(yù)潤滑油，避免干啟動(dòng);

⑤定期向需要注油的軸承適量注油;

⑥對(duì)于長軸液下離心泵，因?yàn)檩S系存在著扭轉(zhuǎn)振動(dòng)，若使用的有推力瓦，則受損傷的主要是推力瓦，這時(shí)可以適當(dāng)提高潤滑油的粘度防止液體動(dòng)壓潤滑膜的破壞。

⑦為了防止泵的振幅過大，還可以使用測(cè)量分析振動(dòng)狀況來確定離心泵的最佳工作參數(shù)。

泵振動(dòng)的誘因包括機(jī)械的、離心力的和電力的原因。振動(dòng)控制綜合反映了機(jī)械加工工藝、機(jī)械安裝人員的操作水平、離心泵操作人員的素質(zhì)，離心泵設(shè)計(jì)軟件的功能、各部分材料性能狀況、監(jiān)測(cè)儀器的性能。實(shí)際工作中，排除振動(dòng)要結(jié)合經(jīng)驗(yàn)和理論分析，將振動(dòng)機(jī)理分析和實(shí)際檢測(cè)儀器得到的數(shù)據(jù)結(jié)合起來。很多振動(dòng)可以通過提高設(shè)計(jì)和安裝質(zhì)量，提高操作離心平，加強(qiáng)日常維護(hù)予以消除。伴隨著新材料技術(shù)的發(fā)展和新工藝的出現(xiàn)，以及電子計(jì)算機(jī)技術(shù)與數(shù)值方法和流體力學(xué)基礎(chǔ)理論的進(jìn)步，加上振動(dòng)噪聲診斷技術(shù)的興起和發(fā)展，離心泵的設(shè)計(jì)、使用、維護(hù)水平必將蒸蒸日上，性能也一定會(huì)日趨優(yōu)化動(dòng)態(tài)性能也會(huì)日趨穩(wěn)定。