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[综合讨论] 离心泵转自振动研究展望:需综合多学科的知识

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发表于 2018-5-28 16:33 | 显示全部楼层 |阅读模式

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  离心泵是一种旋转式流体机械,运行时会由于各种各样的原因而产生振动,离心泵振动既具有一般旋转机械的常见振动现象,又具有水泵特有的流-固耦合、流体激振等特性。离心泵的核心部件是转子-轴承-基础系统,其中转轴与叶轮可以认为是转子,轴承和密封等属于静子。由于离心泵运行的安全性、长期性、稳定性等要求,必须对离心泵的运行进行实时监测,对出现的各种故障以及故障程度进行准确诊断,最大限度地提高其工作效率,减少检修次数,降低损失。
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  对于大型离心泵常出现的泵轴和密封环损坏以及电机窜轴等问题,理论分析认为是由于离心泵转子部件的振动引起的,目前所了解的引起转子振动的有以下原因:机电耦合,弯扭耦合,松动-裂纹耦合,松动-碰摩耦合耦合振动(如流固耦合、磁固耦合、气固耦合振动),非对称转子-轴承系统碰摩系统,不平衡、初始弯曲、刚度非对称、不对中、油膜涡动和油膜振荡、旋转失速和喘振、摩擦与松动、转子裂纹、密封失稳、齿轮与滚动轴承故障等。

  目前学者对于离心泵的振动分析大多数是从流固耦合,汽蚀等流体力学的角度上进行,但仅从流体力学的角度分析是不够的,结论是不够准确的。将解决各个独立故障的的方法结合起来,分析离心泵运行中出现的故障,比如分析离心泵的抱轴现象时,可将流固耦合、汽蚀和碰摩耦合理论结合起来考虑。

  由于离心泵的运行涉及到多学科的知识,因此运行中出现的故障,应该考虑多学科的知识内容,今后离心泵转子振动问题的研究可以从以下几个方面着手:

  (1) 用先进的LDV,PU,PDV等测试技术对离心泵内部流动进行测试和分析,揭示其内部流动的规律,分析其流动状态的不同对离心泵转子振动的影响;

  (2) 以试验数据为依据,针对离心泵的结构对其转子振动特性的影响,考虑离心泵内的流动损失等原因,对离心泵的结构设计进行改造;

  (3) 结合已有的分析转子振动系统的理论,根据试验所得的数据,考虑水泵转子特有的特性提出符合离心泵转子振动的分析理论;

  (4) 综合现有转子振动系统的特性,考虑各个故障的固有特点提出相应的区分办法,从而预先估计、分析其可能出现的故障以及故障对离心泵运行的影响程度。将解决各个独立故障的的方法结合起来,分析离心泵运行中出现的故障,比如分析离心泵的抱轴现象时,可将流固耦合、汽蚀和碰摩耦合理论结合起来考虑。

  本文由声振之家根据赵万勇、自双宝、马鹏飞等人撰写的《离心泵转子振动研究现状与展望》一文整理而成,该文刊登于《流体机械》2011年第3期。

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