CN108757582B - 一种立式泵泵轴振动减缓装置 - Google Patents

一种立式泵泵轴振动减缓装置 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种立式泵泵轴振动减缓装置，包括支架、减振机构和箱体减振机构包括弹性部件、驱动装置、位移传感器和控制电路；箱体套在泵轴上，弹性部件的一端与箱体连接；另一端与滑块连接；滑块的两端分别连接导轨，导轨的一端与支架连接，另一端与泵轴间隙配合；驱动装置的一端与支架连接，另一端与滑块连接；控制电路分别与位移传感器和驱动装置连接；位移传感器安装在箱体上，用于测量泵轴的径向振动幅，并传送到控制电路；当控制电路接收到泵轴的径向振动幅达到预设值时，控制驱动装置驱动滑块带动弹性部件对泵轴施力，从而实现抑制泵轴的径向振动幅值，减小轴承受到的径向载荷，增加轴承寿命，提高立式泵运行的稳定性。

Description

一种立式泵泵轴振动减缓装置
技术领域
本发明属于水泵研究领域，具体涉及一种立式泵泵轴振动减缓装置。
背景技术
为了节省空间，减少占地面积，管路布置方便，满足狭小场合的应用，具有这种优越性的立式泵已经在很多场合广泛应用。立式泵机组正常运行时，机身平稳，声音连续而不间断，其振动值在一个容许的范围内，但不正常的振动会使机组发生故障，影响机组安全，产生运行事故，缩短设备的使用寿命。
基于现有技术，本发明的一个目的是提出减缓立式泵泵轴振动的装置，该装置结构简单，安装方便，通过自动控制的方式抑制泵轴的振动幅值，减小轴承受到的径向载荷，增加轴承的使用寿命，使立式泵运行更稳定。
发明内容
本发明的目的是针对上述问题提供一种立式泵泵轴振动减缓装置，该装置通过位移传感器测量泵轴的径向振动幅值，利用电路控制电动缸的运动。通过弹性元件给泵轴施力，从而实现抑制泵轴的径向振动幅值，减小轴承受到的径向载荷，增加轴承寿命，提高立式泵运行的稳定性。
本发明的技术方案是：一种立式泵泵轴振动减缓装置，包括支架、减振机构和箱体；
所述减振机构包括弹性部件、驱动装置、位移传感器和控制电路；
所述箱体套在泵轴上，所述弹性部件的一端与箱体连接；另一端与滑块连接；
所述滑块的两端分别连接导轨，所述导轨的一端与支架连接，另一端与泵轴间隙配合；所述驱动装置的一端与支架连接，另一端与滑块连接；
所述控制电路分别与位移传感器和驱动装置连接；所述位移传感器安装在箱体上，用于测量泵轴的径向振动幅，并传送到控制电路；当控制电路接收到泵轴的径向振动幅达到预设值时，控制驱动装置驱动滑块带动弹性部件对泵轴施力，抑制泵轴的径向振动，当施力的时间达到预设值时，控制驱动装置带动弹性部件复位。
上述方案中，还包括套筒；所述套筒安装在箱体内、且套在泵轴上，随着泵轴转动；
所述套筒为直筒、且沿筒壁的圆周设有若干环形凹槽；套筒在其上部和下部设有通孔；所述箱体上设有注油孔，箱体与泵轴之间进行密封处理。
上述方案中，所述控制电路包括开关A、延时开关B、电阻A和电阻B；
所述开关A、电阻A和电阻B依次串联，所述延时开关与电阻A并联。
上述方案中，所述箱体内部还包括弹性材料；所述弹性材料位于套筒与箱体之间。
上述方案中，所述箱体沿轴向分成若干壳体；每个壳体之间通过螺栓连接。
上述方案中，所述箱体每个壳体对应一套减振机构。
上述方案中，所述驱动装置沿轴对称布置。
上述方案中，所述驱动装置为电动缸。
上述方案中，还包括弹性密封件；所述弹性密封件设在导轨与泵轴之间。
上述方案中，所述泵轴上可以安装若干套振动减缓装置。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1.本发明利用位移传感器测量泵轴的径向振动幅值，通过电路控制电动缸的运动。通过弹性部件对泵轴施力，抑制轴的径向振动，并且对泵轴施力的针对性强，抑制振动效果好。
2.本发明套筒为直筒、且沿筒壁的圆周设有若干环形凹槽，在其内部可输入润滑油，使箱体与套筒之间不会产生干摩擦，并且油膜有一定的减振效果，循环的润滑油吸收泵轴产生的热量，达到降温的效果。
3.本发明能够减小轴承所受的径向载荷，提高轴承的使用寿命，提高立式泵运行的稳定性。
4.本发明所述箱体内部还包括弹性材料；所述弹性材料位于套筒与箱体之间，防止套筒与箱体直接接触，起到保护的作用。
附图说明
图1为整体装置剖视图；
图2为装置A-A方向视图；
图3为套筒结构剖视图；
图4为套筒结构俯视图；
图5为箱体俯视图；
图6为箱体剖视图；
图7为电动缸电路控制图；
图8为立式泵轴振动的常规振动状态；
图9为未安装本装置的受力简图；
图10为在a位置安装本装置的受力简图。
图中，1-泵轴；2-支架；3-滑块；4-弹性部件；5-电动缸；6-箱体；7-弹性密封件；8-导轨；9-套筒；10-开关A；11-延时开关B；12-电阻A；13-电阻B。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细说明，但本发明的保护范围并不限于此。
图1和图2所示为所述立式泵泵轴振动减缓装置的一种实施方式，所述立式泵泵轴振动减缓装置包括支架2、减振机构、箱体6、括弹性密封件7和套筒9；所述减振机构包括弹性部件4、驱动装置、位移传感器和控制电路。
所述箱体6套在泵轴1上，所述弹性部件4的一端与箱体6连接；另一端与滑块3连接；所述滑块3的两端分别连接导轨8，所述导轨8的一端与支架2连接，另一端与泵轴1间隙配合；所述弹性密封件7设在导轨8与泵轴1之间；所述驱动装置的一端与支架2连接，另一端与滑块3连接；所述控制电路分别与位移传感器和驱动装置连接；所述位移传感器安装在箱体6上，用于测量泵轴1的径向振动幅，并传送到控制电路；当控制电路接收到泵轴1的径向振动幅达到预设值时，控制驱动装置驱动滑块3带动弹性部件4对泵轴1施力，抑制泵轴1的径向振动，当施力的时间达到预设值时，控制驱动装置带动弹性部件4复位。
如图3和4所示，所述套筒9安装在箱体6内、且套在泵轴1上，通过与泵轴1过盈配合，随着泵轴1转动；所述套筒9为直筒、且沿筒壁的圆周设有若干环形凹槽；套筒9在其上部和下部设有通孔；所述箱体6上设有注油孔，且箱体6和泵轴1之间进行密封处理，通过注油孔注入润滑油，润滑油通过套筒9上部的通孔流入套筒内，再通过下部的通孔流出到箱体6中，实现热交换。箱体6与套筒9之间具有润滑油不会产生干摩擦，并且油膜有一定的减振效果，所述套筒9内部的润滑油通过上部和下部的通孔不断运动，带走泵轴1转动产生的热量，达到了降温的效果。
如图5和6所示，所述箱体6为分体结构，箱体6沿轴向分成若干壳体；每个壳体之间通过螺栓连接。本实施例中螺栓数量为8个，但螺栓数量可以针对不同泵轴1的直径及箱体6的强度要求进行改变。当螺栓数量增加时，可以延长箱体6连接处构件长度或者增加箱体6的高度来增加安装位置，增强整个结构的稳定性。所述箱体6每个壳体对应一套减振机构。所述驱动装置沿轴对称布置。优选的，所述驱动装置为电动缸5。所述箱体6内部还包括弹性材料；所述弹性材料位于套筒9与箱体6之间，防止套筒9与箱体6直接接触，起到保护的作用。
如图7所示，所述控制电路包括开关A10、延时开关B11、电阻A12和电阻B13；所述开关A10、电阻A12和电阻B13依次串联，所述延时开关11与电阻A12并联。
所述控制电路控制电动缸5运动开关A10控制整个电路，电阻A12与延时开关B11并联，电阻B13为电路中的保护电阻。所述电动缸5独立连接一套所述控制电路，通过电路中的电流控制电动缸5的运动。初始状态时，开关A10闭合，电动缸5在远离泵轴1的位置处，此时弹性部件4不对泵轴1有力的作用。当位移传感器测量泵轴1的径向振动幅值达到预设值时，本实施例的预设值为0.5mm时，则延时开关B11闭合，此时电动缸5开始拉伸，通过弹性部件4对泵轴1施力，抑制泵轴1的径向振动幅度，当达到延时开关B11所预设的时间时，本实施例的预设时间为30秒时，延时开关B11自动断开，则电动缸5回到初始位置。
图8为表示常规立式泵泵轴的振动状态，图8中支撑主要为滑动轴承，借助有限元模态分析FEA来计算，可根据不同的要求计算不同的条件下立式泵泵轴的振动状态，本例中标记径向振动幅度最大的位置分别为a和b，其中a为1.00016401mm，b为0.70011481mm。在本实施例中，立式泵泵轴已经发生振动，如图8所示。
当未安装本发明所述的装置时，简化的受力分析如图9所示，根据公式：
F1-F2+F3＝0
M1＝M2＝M3＝0
其中F1、F2为轴承受力，F3为叶轮径向力。根据叶轮所受径向力可以通过模拟或理论计算得出、轴承的安装位置可以计算轴承所受的力大小，即F1、F2的大小。根据受力计算结果，可知F2最大，说明F2处的轴承受力较大。
当仅在a位置处安装本发明所述装置，根据图10中简化的受力分析图则可以列出公式：
F1-F2+F3-F4＝0
M1＝M2＝M3＝M4＝0
其中F4为本发明中的装置给泵轴1的力，根据计算结果可知，轴承受力F2＝F1+F3变为F2＝F1+F3-F4明显减少，所以本装置明显能够有效地减小轴承所受的径向载荷。
在上述的实施案例中，仅对a位置安装本装置，但并不局限于仅在a位置安装，可以多处安装本装置，以达到增加轴承寿命，增强立式泵泵轴运行的稳定性。
本发明利用的是通过专门的装置来降低径向振动的幅值达到减振的效果。根据本发明既适合于解决已经存在的立式泵泵轴的振动问题，也可以根据其他类型的转轴进行相应的改进从而解决不同类型转轴的振动问题。
上文所列出的一系列的详细说明仅仅是针对本发明的可行性实施例的具体说明，它们并非用以限制本发明的保护范围，凡未脱离本发明技艺精神所作的等效实施例或变更均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种立式泵泵轴振动减缓装置，包括支架(2)、减振机构和箱体(6)；所述减振机构包括弹性部件(4)，所述箱体(6)套在泵轴(1)上，所述弹性部件(4)的一端与箱体(6)连接；其特征在于，
所述减振机构还包括驱动装置、位移传感器和控制电路；
所述弹性部件(4)的另一端与滑块(3)连接；
所述滑块(3)的两端分别连接导轨(8)，所述导轨(8)的一端与支架(2)连接，另一端与泵轴(1)间隙配合；所述驱动装置的一端与支架(2)连接，另一端与滑块(3)连接；
所述控制电路分别与位移传感器和驱动装置连接；所述位移传感器安装在箱体(6)上，用于测量泵轴(1)的径向振动幅，并传送到控制电路；当控制电路接收到泵轴(1)的径向振动幅达到预设值时，控制驱动装置驱动滑块(3)带动弹性部件(4)对泵轴(1)施力，抑制泵轴(1)的径向振动，当施力的时间达到预设值时，控制驱动装置带动弹性部件(4)复位。
2.根据权利要求1所述的立式泵泵轴振动减缓装置，其特征在于，还包括套筒(9)；所述套筒(9)安装在箱体(6)内、且套在泵轴(1)上，随着泵轴(1)转动；
所述套筒(9)为直筒、且沿筒壁的圆周设有若干环形凹槽；套筒(9)在其上部和下部设有通孔。
3.根据权利要求1所述的立式泵泵轴振动减缓装置，其特征在于，所述箱体(6)沿轴向分成若干壳体；每个壳体之间通过螺栓连接；所述箱体(6)内部还包括弹性材料；所述箱体(6)上设有注油孔，箱体(6)与泵轴(1)之间进行密封处理。
4.根据权利要求1所述的立式泵泵轴振动减缓装置，其特征在于，所述泵轴(1)上安装若干套振动减缓装置。
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