CN104481930A - 一种立式水泵的现场动平衡方法 - Google Patents

Abstract

一种立式水泵的现场动平衡方法，在电机顶部风扇外侧裸露的电机转轴端部增加一个作为现场高速动平衡加重平面的轮盘；首先获取立式水泵四个测点的原始振动数据，然后选择合适的加重方式，根据所选的加重方法得到各各测点试加配重后的影响系数，接着根据各测点试加配重后的影响系数和各测点原始的振动数据得到各个测点对应的应加配重以对立式水泵进行现场动平衡。本发明通过在电机轴颈增加一个用于动平衡的轮盘以在不解体电机的情况下丰富立式水泵现场动平衡处理手段，提高通过现场动平衡解决立式水泵振动问题的成功率，大幅提高解决振动故障效率，保证设备的安全运行为企业降低损失。

Description

一种立式水泵的现场动平衡方法

技术领域

本发明属于涉及工业生产领域，具体涉及一种立式水泵的现场动平衡方法。

背景技术

工业现场大量采用立式水泵，电机位于顶部，水泵位于底部，二者之间通过联轴器连接，电机座落在泵体和联轴器支架壳体上，电机带动水泵高速旋转做功。由于结构限制该型泵组多存在动刚度偏低以及结构共振，所以很容易出现振动问题，主要表现为顶部电机振动非常大，是工业现场大型旋转设备最常见的问题之一。振动超标会危及设备安全，迫使设备无法正常运行，如果该设备是系统中的重要环节，则可能影响企业的正常生产并造成较大的经济损失。

立式水泵振动问题常规处理方法是现场解体，反复调整安装、加固壳体支架以及返厂检修、甚至更换电机等。所以该型泵组一旦出现故障，目前的做法都需要较长的时间，花费代价也比较大。

尽管也可以考虑到采取现场动平衡处理，但是由于现场加重位置限制，实施现场高速动平衡非常困难。

由于立式水泵的结构特点，泵侧一般都没有设计现场加重位置或可用于现场施加配重的平面，电机加重则需要将电机完全解体，其工作量更大，现场无法实施，而二者之间的联轴器半径小灵敏度非常低，计算加重量往往会非常大。所以对于通常的强迫振动，采用现场高速动平衡的方法来处理振动比较困难。

同时，对于立式泵组而言，由于电机重量大横向支撑刚度低，因此属于柔性支撑。一方面不同转速下振动响应不同，另一方面泵组上各测点位置振动差别很大(顶部很大底部很小)。在联轴器上采用单平面加重来平衡立式轴系振动通常采用影响系数法，立式水泵的振动监测通常监测四个平面的振动。现场的动平衡的流程一般是先测试一组原始振动数据，然后在联轴器上施加一组试配重，计算出在该平面加重对各个振动测点的影响系数，再根据影响系数和当前振动数据计算出各个平面的应加配重。因为联轴器上的平衡重量并非安装在振动最大(最敏感)位置，加重敏感度低因而加重量会比较大，过大的加重量会导致不同平面的测点之间出现矛盾，即两个或更多平面的测点的振动数据相互矛盾，降低一个平面的振动会增大另一个平面的振动，从而带来一定副作用。这种情况下，存在通过有限的加重面无法找到一个合适的加重方案的可能，而在工业现场实际处理振动问题时，这种情况也是非常普遍的，这直接导致这种动平衡方法无法将所有测点的振幅降低至可安全运行的范围内。

大型立式泵组振动故障的现场处理方法存在着较大的局限性，大量事例表明，通常反复调整安装但效果不佳，即便通过联轴器上单平面加重，一方面可能存在测点之间振动数据相互矛盾的问题，还可能存在某些位置的振动对于联轴器平面加重的响应非常不敏感(这些位置一般位于距联轴器较远的位置，如水泵和电机的非驱动端)，即施加一定的配重后这些位置的振幅变化很小，而又无法在联轴器上施加更大的配重，同时施加过量的配重必然会对其他位置的振动造成不良影响，这也导致无法将目标测点的振幅降至到满意水平。

发明内容

本发明的目的在于提供一种保证设备安全运行的立式水泵的现场动平衡方法。

为了达到上述目的，本发明采用的技术方案包括以下步骤：

所述的立式水泵包括由联轴器连接在一起的电机和水泵，包括以下步骤：

1)在电机的电机风扇外侧裸露的电机轴颈部分上连接作为现场高速动平衡加重平面的轮盘；

2)获取立式水泵四个测点的原始振动数据，这四个测点分别为电机自由端、电机驱动端、水泵的驱动端以及水泵自由端；

3)加重方式的选择：

当电机自由端和电机驱动端的原始振动数据以反相分量为主，选择在电机的轮盘和联轴器上同时施加一组反对称配重；

当电机自由端和电机驱动端的原始振动数据以同相分量为主，目的是同时降低电机自由端和电机驱动端的振动，则选择在电机自由端的轮盘和联轴器上同时施加一组对称配重；

当电机自由端和电机驱动端的原始振动数据以同相分量为主，目的是降低电机自由端或电机驱动端的振动，选择要降低振动的电机自由端或电机驱动端施加配重；

4)根据所选的加重方法试加一组配重，并测定试加配重后各测点的振动数据，再根据各测点的原始的振动数据和试加配重的位置、重量得到该加重方式下各个测点试加配重后的影响系数。

5)根据各测点试加配重后的影响系数和各测点原始的振动数据得到各个测点对应的应加配重，根据各个测点对应的应加配重对高速平衡立式水泵进行现场动平衡。

所述的轮盘通过平衡螺栓与电机轴颈连接在一起。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于：

本发明在立式水泵电机的顶部风扇外侧裸露的电机转轴端部增加一个作为现场高速动平衡加重平面的轮盘。当需要进行现场动平衡时，在不解体电机的情况下，将该轮盘作为现场高速动平衡的加重平面(后称平衡盘)进行加重，这样就丰富了立式水泵现场动平衡处理手段，提高通过现场动平衡解决立式水泵振动问题的成功率，大幅提高解决振动故障效率，保证设备的安全运行为企业降低损失。

附图说明

图1为立式水泵结构示意图；

图2为立式水泵结构各个测点的示意图；

其中，1、水泵，2、联轴器，3、电机，4、电机自由端，5、电机驱动端，6、水泵的驱动端，7、水泵自由端。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步详细说明。

本发明的目的是进一步丰富立式水泵现场动平衡处理手段，提高通过现场动平衡解决立式水泵振动问题的成功率，大幅提高解决振动故障效率，保证设备的安全运行为企业降低损失。

本发明立式水泵的现场动平衡方法，参见图1，所述的立式水泵包括由联轴器2连接在一起的电机3和水泵1；包括以下步骤：

现有的立式水泵顶部电机顶部风扇外侧有裸露的转轴端部，在不解体电机的情况下，测量裸露的轴颈尺寸，加工一个轮盘并打孔攻丝以安装平衡螺钉，轮盘通过螺栓与电机转轴连接并随电机一起高速旋转，将该轮盘专门作为现场高速动平衡的加重平面(平衡盘)。在加工安装平衡盘时，应根据现场实际情况设计合适的尺寸，并选择合适的固定方式，从而保证高速旋转时不会飞脱，并且可能提高平衡盘的加工精度，尽量避免平衡盘存在较大的质量不平衡。

本发明在立式水泵成功安装好平衡盘，将极大地丰富现场动平衡的方法，因为电机顶部是振动最大的位置，也是加重最为敏感的位置。技术人员可根据所测的振动数据、工况及其他现场实际情况，选择联轴器单平面加重、平衡盘单平面加重以及两个平面同时加重以平衡各阶振型。这样以来对于之前提到的数据矛盾或某些位置对联轴器平面加重不敏感的问题，都丰富了可选择的手段，极大的提高了解决振动立式水泵振动问题的手段，尤其对于电机侧的振动问题更甚。

2)获取高速平衡立式水泵四个测点的原始振动数据，这四个测点分别为的电机自由端4、电机驱动端5、水泵的驱动端6以及水泵自由端7；

3)加重方式的选择：根据原始数据选择合适的加重方式。立式水泵振动问题大多都发生在电机部分，可根据电机两端的振动数据选择适当的加重方式，以下列举了几种仅供参考。

当电机自由端4和电机驱动端5的原始振动数据以反相分量为主，选择在电机的轮盘(平衡盘)和联轴器2上同时施加一组反对称配重；

当电机自由端4和电机驱动端5的原始振动数据以同相分量为主，目的是同时降低电机自由端4和电机驱动端5的振动，则选择在电机自由端4的轮盘和联轴器2上同时施加一组对称配重；如：当电机自由端4和电机驱动端5的原始振动数据以同相分量为主，且电机自由端4和电机驱动端5的振动接近时，选择在电机自由端4的轮盘和联轴器2上同时施加一组对称配重以使电机自由端4和电机驱动端5的振动同时降低；

当电机自由端4和电机驱动端5的原始振动数据以同相分量为主，目的是降低电机自由端4或电机驱动端5的振动，选择在需要降低振动的电机自由端4或电机驱动端5施加配重；如：当电机自由端4和电机驱动端5的原始振动数据以同相分量为主，且电机自由端4和电机驱动端5中的一个振动较大时，选择在振动较大的一个上施加配重以降低电机自由端4和电机驱动端5中振动较大的一个；

4)根据所选的加重方法试加一组配重，并测定试加配重后各测点的振动数据，再根据各测点的原始振动数据和试加配重的位置(即配重的施加角度)、重量得到该加重方式下各个测点试加配重后的影响系数。

5)根据各测点试加配重后的影响系数和各测点原始的振动数据得到各个测点对应的应加配重，根据各个测点对应的应加配重对立式水泵进行现场动平衡(即从中选择一组合适的配重进行现场动平衡)。

某凝泵运行中多个转速下振动大，现场安装调整多次均效果不佳，后通过加装轮盘，并通过其上加重36克将振幅大幅降低至可安全运行的范围内；其中，横向和纵向均与电机轴颈垂直，且横向与纵向的夹角为90°。

表1 5A凝泵振动数据(基频，单位：微米)

Claims (2)

1.一种立式水泵的现场动平衡方法，其特征在于，所述的立式水泵包括由联轴器(2)连接在一起的电机(3)和水泵(1)，包括以下步骤：

1)在电机(3)的电机风扇外侧裸露的电机轴颈部分上连接作为现场高速动平衡加重平面的轮盘；

2)获取立式水泵四个测点的原始振动数据，这四个测点分别为电机自由端(4)、电机驱动端(5)、水泵的驱动端(6)以及水泵自由端(7)；

3)加重方式的选择：

当电机自由端(4)和电机驱动端(5)的原始振动数据以反相分量为主，选择在电机的轮盘和联轴器(2)上同时施加一组反对称配重；

当电机自由端(4)和电机驱动端(5)的原始振动数据以同相分量为主，目的是同时降低电机自由端(4)和电机驱动端(5)的振动，则选择在电机自由端(4)的轮盘和联轴器(2)上同时施加一组对称配重；

当电机自由端(4)和电机驱动端(5)的原始振动数据以同相分量为主，目的是降低电机自由端(4)或电机驱动端(5)的振动，选择要降低振动的电机自由端(4)或电机驱动端(5)施加配重；

4)根据所选的加重方法试加一组配重，并测定试加配重后各测点的振动数据，再根据各测点的原始的振动数据和试加配重的位置、重量得到该加重方式下各个测点试加配重后的影响系数；

5)根据各测点试加配重后的影响系数和各测点原始的振动数据得到各个测点对应的应加配重，根据各个测点对应的应加配重对高速平衡立式水泵进行现场动平衡。

2.根据权利要求1所述的立式水泵的现场动平衡方法，其特征在于：所述的轮盘通过平衡螺栓与电机轴颈连接在一起。