【摘 要】渣漿泵是化工廠生產(chǎn)流程中最常見的通用機(jī)械設(shè)備，在使用過(guò)程中由于渣漿泵的工況條件以及渣漿泵本身的特點(diǎn)常常因各種原因出現(xiàn)振動(dòng)現(xiàn)象，同時(shí)由于渣漿泵的振動(dòng)而加劇故障的發(fā)生，本文通過(guò)渣漿泵的產(chǎn)生振動(dòng)的原因進(jìn)行了分析，并根據(jù)振動(dòng)的情況判斷渣漿泵的故障并進(jìn)行進(jìn)一步的處理，防止因設(shè)備的振動(dòng)而產(chǎn)生更多的設(shè)備故障。
前言：根據(jù)相關(guān)的資料的統(tǒng)計(jì)，渣漿泵的異常振動(dòng)是產(chǎn)生其他故障的主要原因，同時(shí)設(shè)備產(chǎn)生的故障也直接加劇設(shè)備的振動(dòng)，從而造成惡性循環(huán)，嚴(yán)重影響設(shè)備的安全運(yùn)行，并由此帶來(lái)相應(yīng)的維修費(fèi)用的增加，以及由于設(shè)備故障造成的生產(chǎn)損失。
一、渣漿泵振動(dòng)原因分析
1、葉輪的質(zhì)量不平衡故障
葉輪的質(zhì)量不平衡所產(chǎn)生的離心力始終作用在渣漿泵上，設(shè)備出廠時(shí)由于對(duì)渣漿泵的各個(gè)備件進(jìn)行了相應(yīng)的檢查和調(diào)整，尤其是葉輪部分經(jīng)過(guò)靜/動(dòng)平衡檢測(cè)以及鉆/銑找正處理,質(zhì)量部平衡的位置會(huì)被加工處理，此時(shí)的葉輪處于相對(duì)最好的質(zhì)量平衡狀態(tài)，所以此時(shí)的渣漿泵運(yùn)行的狀態(tài)也是最為穩(wěn)定的狀態(tài)，設(shè)備的振動(dòng)也輕微，但是經(jīng)過(guò)后期長(zhǎng)時(shí)間的運(yùn)行后，由于葉輪的磨損以及礦漿附著產(chǎn)生的結(jié)疤等情況，葉輪整體質(zhì)量平衡將會(huì)被打破而相應(yīng)的出現(xiàn)葉輪“偏載”的情況，此時(shí)的渣漿泵葉輪“偏載”葉輪較重的一側(cè)離心力就會(huì)加大，尤其是在渣漿泵高速旋轉(zhuǎn)運(yùn)行的時(shí)候，偏重的葉輪會(huì)造成嚴(yán)重的不平衡旋轉(zhuǎn)力，此時(shí)測(cè)量就會(huì)發(fā)現(xiàn)振動(dòng)幅度由電機(jī)端向泵體端成逐漸加重狀態(tài)。
2、聯(lián)軸器產(chǎn)生的振動(dòng)故障
聯(lián)軸器引起的振動(dòng)在渣漿泵中較為常見，尤其是剛性連接的聯(lián)軸器，電機(jī)與泵的振動(dòng)在聯(lián)軸器的傳動(dòng)中產(chǎn)生共振現(xiàn)象導(dǎo)致振動(dòng)的加劇，即便是在渣漿泵中較為常見的柱銷式聯(lián)軸器，也會(huì)因?yàn)橹N/膠圈等元件不能滿足軸向的竄動(dòng)，而產(chǎn)生劇烈而短暫的振動(dòng)，雖然聯(lián)軸器的故障也會(huì)造成泵的振動(dòng)，但是遠(yuǎn)不及由于葉輪故障而產(chǎn)生的振動(dòng)。聯(lián)軸器在制作完成后也會(huì)進(jìn)行后期的找平處理，聯(lián)軸器找平與葉輪找平同樣都是為了最大限度的減少在旋轉(zhuǎn)時(shí)產(chǎn)生的不平衡力，但是聯(lián)軸器除了自身的質(zhì)量找正外還要考慮到兩個(gè)聯(lián)軸器安裝配合的平衡問(wèn)題，一對(duì)聯(lián)軸器的平衡除自身質(zhì)量的平衡外還必須滿足以下兩個(gè)條件：
（1）使兩個(gè)對(duì)輪中心重合，也就是使兩對(duì)輪的外圓重合；
（2）使兩對(duì)輪的結(jié)合面（端面）平行（兩中心線平行）。
只有當(dāng)這兩個(gè)條件得到滿足的時(shí)候才能更好的保證設(shè)備的穩(wěn)定運(yùn)行，以及聯(lián)軸器備件最小的磨損。
3、緊固螺栓松動(dòng)引起的振動(dòng)
即便是良好狀態(tài)下運(yùn)行的設(shè)備也存在“微震”現(xiàn)象，在這種微震狀態(tài)下設(shè)備運(yùn)行一段時(shí)間以后泵體、軸承托架、地腳等部位的螺栓都會(huì)或多或少的發(fā)生松動(dòng)的情況，螺栓松動(dòng)以后泵體會(huì)因失去束縛而使振動(dòng)加大，有時(shí)緊固的螺栓松動(dòng)后不能被及時(shí)的緊固，振動(dòng)又會(huì)進(jìn)一步加大，振動(dòng)的加大又會(huì)導(dǎo)致螺栓的進(jìn)一步松動(dòng)和磨損由此產(chǎn)生惡性循環(huán)，并最終導(dǎo)致渣漿泵產(chǎn)生更大的故障。
4、軸承磨損或者潤(rùn)滑不足導(dǎo)致的故障
軸承的使用壽命與使用環(huán)境和潤(rùn)滑有直接的關(guān)系，而潤(rùn)滑油泄露又是渣漿泵最為常見的問(wèn)題，由于軸承托架兩側(cè)的軸端油封密封不嚴(yán)導(dǎo)致軸承的潤(rùn)滑油長(zhǎng)期處于滲油狀態(tài)或者由于潤(rùn)滑油中的雜質(zhì)含量多而使導(dǎo)油槽堵塞影響托架兩側(cè)的軸承的潤(rùn)滑，當(dāng)軸承潤(rùn)滑不足時(shí)不管軸承有沒(méi)有磨損，都會(huì)產(chǎn)生異響和振動(dòng)，這是由于軸承潤(rùn)滑不足的時(shí)候軸承滾珠由于沒(méi)有了潤(rùn)滑油膜而造成金屬與金屬的直接接觸，而失去減震能力，此時(shí)的振動(dòng)雖然是輕微的，但是對(duì)設(shè)備的危害卻是巨大的，同時(shí)由于大量的渣漿泵的軸承托架使用“迷宮”式密封，這種密封能保證潤(rùn)滑油不泄露、但并不能保證外界中的雜質(zhì)不進(jìn)入到軸承內(nèi)，容易造成軸承受外部的污染而磨損。
5、進(jìn)料不穩(wěn)定引起的設(shè)備故障
渣漿泵的工況條件一般都比較惡劣，大部渣漿泵又分屬于大流量的泵，在渣漿的輸送過(guò)程中不免因渣漿中的大塊雜質(zhì)影響進(jìn)料乃至堵塞渣漿泵的葉道，當(dāng)渣漿泵進(jìn)料不穩(wěn)定或者進(jìn)料不足的時(shí)候泵腔內(nèi)部會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重的氣蝕，葉輪在泵腔內(nèi)的平衡就會(huì)受到嚴(yán)重的影響，不僅產(chǎn)生振動(dòng)，而且嚴(yán)重危害設(shè)備。
二、渣漿泵振動(dòng)的危害
1、影響渣漿泵各個(gè)備件的使用壽命
據(jù)相關(guān)資料統(tǒng)計(jì)，由于渣漿泵振動(dòng)所產(chǎn)生的設(shè)備故障占渣漿泵故障的74%在泵的運(yùn)行過(guò)程中由于不平衡的產(chǎn)生，離心力加大了軸承的載荷，而在超出渣漿泵許可范圍內(nèi)的振動(dòng)又會(huì)使軸承滾珠表面的潤(rùn)滑油膜過(guò)早被破壞，軸承得不到有效的潤(rùn)滑和散熱，而導(dǎo)致軸承溫度的升高以及更快的損壞。
2、機(jī)封的損壞泄露
渣漿泵的振動(dòng)對(duì)機(jī)封的使用壽命的影響沒(méi)有渣漿泵的振動(dòng)對(duì)軸承使用的影響大，但是也是機(jī)封損壞的幾個(gè)主要原因，渣漿泵的振動(dòng)會(huì)導(dǎo)致機(jī)封的密封端面不能 穩(wěn)定的貼合運(yùn)行而產(chǎn)生前期的輕微帶料，同時(shí)由于渣漿泵使用的的多為雙端面機(jī)封由于機(jī)封的振動(dòng)也會(huì)導(dǎo)致兩個(gè)端面的摩擦過(guò)程中夾雜礦漿顆粒，而導(dǎo)致密封面的提前損壞，以及由于振動(dòng)產(chǎn)生的壓縮彈簧的過(guò)早疲勞失效以及機(jī)封O型環(huán)的過(guò)度磨損而產(chǎn)生泄露。
3、泵體的磨損和泄露
為了提高離心泵的工作效率，泵腔內(nèi)部的備件如：葉輪、前/后護(hù)板、蝸殼等部件之間的間隙在設(shè)計(jì)時(shí)就最大限度的縮小了部件之間的間隙，（在相同條件下間隙越小泵的效率就越高）振動(dòng)會(huì)導(dǎo)致泵傳動(dòng)軸的竄動(dòng)和軸頭的跳動(dòng)，這種竄動(dòng)對(duì)泵腔內(nèi)部的部件危害巨大，同時(shí)也會(huì)導(dǎo)致護(hù)板與葉輪的撞擊或磨損這種情況會(huì)導(dǎo)致其中某些備件的損壞，而使泵失去工作能力或者降低了使用效率，并且由于泵腔內(nèi)部各個(gè)備件的摩擦受力而使結(jié)合面產(chǎn)生泄露。
4、單體設(shè)備能耗增大
渣漿泵的振動(dòng)會(huì)產(chǎn)生額外的摩擦損失和不均勻的離心力，這種情況不僅會(huì)降低泵運(yùn)行的穩(wěn)定性同時(shí)也會(huì)降低泵的運(yùn)行效率，使泵在做相同的功的情況下無(wú)用功的增加，而產(chǎn)生更高的電能消耗。
5、斷軸的發(fā)生
對(duì)于渣漿泵的傳動(dòng)軸而言，軸不僅起到傳動(dòng)旋轉(zhuǎn)的作用，同時(shí)也使葉輪穩(wěn)定在固定位置的平穩(wěn)運(yùn)行，而泵的振動(dòng)會(huì)使葉輪產(chǎn)生不平衡的離心力會(huì)使軸端部的葉輪始終處于不平衡裝臺(tái)而使軸產(chǎn)生的應(yīng)力過(guò)大，長(zhǎng)期運(yùn)行必然產(chǎn)生金屬疲勞而導(dǎo)致斷軸故障的發(fā)生。
三、泵振動(dòng)的預(yù)防和處理
泵的振動(dòng)現(xiàn)象不會(huì)消失，只會(huì)因?yàn)橛行У奶幚泶胧┒鴾p緩，對(duì)于渣漿泵而言要使泵能夠長(zhǎng)期穩(wěn)定的運(yùn)行就更合理的選型和更規(guī)范的操作，同時(shí)振動(dòng)也是把雙刃劍既能造成更嚴(yán)重的故障，同時(shí)也可以根據(jù)泵的振動(dòng)變化情況及時(shí)的發(fā)現(xiàn)和診斷設(shè)備存在的問(wèn)題。
選型；渣漿泵的工況條件以及工作環(huán)境一般較為惡劣，因此渣漿泵的故障率也往往也比較高，這就要求在達(dá)到生產(chǎn)技術(shù)要求的前提下盡可能的選用更高規(guī)格的設(shè)備，同時(shí)還要在進(jìn)料保證好的工作環(huán)境。
操作：離心泵在運(yùn)行使會(huì)產(chǎn)生部分氣蝕，尤其是在進(jìn)料不足的情況下，離心泵的氣蝕會(huì)有所加重，同時(shí)泵的振動(dòng)也會(huì)加重，短時(shí)間的氣蝕造成的振動(dòng)使由于泵腔內(nèi)的液體不均勻分布造成的，通過(guò)穩(wěn)定離心泵的進(jìn)料或者調(diào)解出口閥門泵的轉(zhuǎn)速等可以有效的消除泵的振動(dòng)，但是長(zhǎng)期的氣蝕會(huì)造成葉輪的不均勻損壞，產(chǎn)生不可調(diào)整的振動(dòng)。
潤(rùn)滑：潤(rùn)滑不僅要考慮到潤(rùn)滑油的油位和油量，同時(shí)還要考慮潤(rùn)滑油的粘度，潤(rùn)滑油粘度不足時(shí)離心泵也會(huì)產(chǎn)生振動(dòng)，離心泵運(yùn)轉(zhuǎn)的時(shí)候軸承箱的溫度會(huì)有所升高，溫度升高，潤(rùn)滑油的粘度就會(huì)降低，所以在檢測(cè)設(shè)備油位和油量的時(shí)候，也要保證設(shè)備的溫度在合適的范圍內(nèi)。設(shè)備溫度升高時(shí)要及時(shí)的查清原因，否則同樣會(huì)造成軸承因潤(rùn)滑不良而產(chǎn)生振動(dòng)和損壞。
緊固：“微震”狀態(tài)下螺栓都會(huì)有所松動(dòng)，設(shè)檢修后回裝時(shí)可以螺栓上涂抹些螺紋鎖在固劑，既可以防止螺栓的松動(dòng)，也可以防止螺栓的損壞，拆卸時(shí)只需加熱即可融化開松動(dòng)劑，投資雖小但對(duì)設(shè)備回裝卻必不可少。
穩(wěn)定進(jìn)料：關(guān)于進(jìn)料的穩(wěn)定性來(lái)說(shuō)，屬于選型以及安裝時(shí)的問(wèn)題，但是使用后期渣漿中的沉淀、結(jié)疤、以及大顆粒堵塞等會(huì)造成進(jìn)料流程不能滿足渣漿泵的流量要求，這就需要清理管道和閥門，另外控制流量時(shí)最好是降低渣漿泵的運(yùn)行頻率再次是調(diào)節(jié)出口閥門，不可通過(guò)調(diào)節(jié)進(jìn)口閥門來(lái)控制流量。
結(jié)束語(yǔ)
設(shè)備故障的發(fā)生往往是從不易察覺(jué)的異常的振動(dòng)開始，并隨之不斷加重的，在故障發(fā)生的過(guò)程中，存在著許多需要總結(jié)和分析的地方，異常的振動(dòng)既是一種故障，又是故障加重的一種重要原因。而分析異常的振動(dòng)則是診斷故障的一種方法， 如果不能及時(shí)的根據(jù)設(shè)備的振動(dòng)情況來(lái)處理設(shè)備故障則會(huì)造成惡性循環(huán)，振動(dòng)越嚴(yán)重就越有故障發(fā)生，越有故障發(fā)生則設(shè)備振動(dòng)越嚴(yán)重。
本文選自2015年12期《通用機(jī)械》 作者：南山集團(tuán)東海氧化鋁 劉志龍
（版權(quán)歸原作者或機(jī)構(gòu)所有）
