【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，在使用過程中由于渣漿泵的工況條件以及渣漿泵本身的特點常常因各種原因出現(xiàn)振動現(xiàn)象，同時由于渣漿泵的振動而加劇故障的發(fā)生，本文通過渣漿泵的產(chǎn)生振動的原因進(jìn)行了分析，并根據(jù)振動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，渣漿泵的異常振動是產(chǎn)生其他故障的主要原因，同時設(shè)備產(chǎn)生的故障也直接加劇設(shè)備的振動，從而造成惡性循環(huán)，嚴(yán)重影響設(shè)備的安全運(yùn)行，并由此帶來相應(yīng)的維修費用的增加，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)備出廠時由于對渣漿泵的各個備件進(jìn)行了相應(yīng)的檢查和調(diào)整，尤其是葉輪部分經(jīng)過靜/動平衡檢測以及鉆/銑找正處理,質(zhì)量部平衡的位置會被加工處理，此時的葉輪處于相對最好的質(zhì)量平衡狀態(tài)，所以此時的渣漿泵運(yùn)行的狀態(tài)也是最為穩(wěn)定的狀態(tài)，設(shè)備的振動也輕微，但是經(jīng)過后期長時間的運(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)量平衡將會被打破而相應(yīng)的出現(xiàn)葉輪“偏載”的情況，此時的渣漿泵葉輪“偏載”葉輪較重的一側(cè)離心力就會加大，尤其是在渣漿泵高速旋轉(zhuǎn)運(yùn)行的時候，偏重的葉輪會造成嚴(yán)重的不平衡旋轉(zhuǎn)力，此時測量就會發(fā)現(xiàn)振動幅度由電機(jī)端向泵體端成逐漸加重狀態(tài)。
2、聯(lián)軸器產(chǎn)生的振動故障
聯(lián)軸器引起的振動在渣漿泵中較為常見，尤其是剛性連接的聯(lián)軸器，電機(jī)與泵的振動在聯(lián)軸器的傳動中產(chǎn)生共振現(xiàn)象導(dǎo)致振動的加劇，即便是在渣漿泵中較為常見的柱銷式聯(lián)軸器，也會因為柱銷/膠圈等元件不能滿足軸向的竄動，而產(chǎn)生劇烈而短暫的振動，雖然聯(lián)軸器的故障也會造成泵的振動，但是遠(yuǎn)不及由于葉輪故障而產(chǎn)生的振動。聯(lián)軸器在制作完成后也會進(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聯(lián)軸器安裝配合的平衡問題，一對聯(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條件：
（1）使兩個對輪中心重合，也就是使兩對輪的外圓重合；
（2）使兩對輪的結(jié)合面（端面）平行（兩中心線平行）。
只有當(dāng)這兩個條件得到滿足的時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、緊固螺栓松動引起的振動
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)行一段時間以后泵體、軸承托架、地腳等部位的螺栓都會或多或少的發(fā)生松動的情況，螺栓松動以后泵體會因失去束縛而使振動加大，有時緊固的螺栓松動后不能被及時的緊固，振動又會進(jìn)一步加大，振動的加大又會導(dǎo)致螺栓的進(jìn)一步松動和磨損由此產(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、軸承磨損或者潤滑不足導(dǎo)致的故障
軸承的使用壽命與使用環(huán)境和潤滑有直接的關(guān)系，而潤滑油泄露又是渣漿泵最為常見的問題，由于軸承托架兩側(cè)的軸端油封密封不嚴(yán)導(dǎo)致軸承的潤滑油長期處于滲油狀態(tài)或者由于潤滑油中的雜質(zhì)含量多而使導(dǎo)油槽堵塞影響托架兩側(cè)的軸承的潤滑，當(dāng)軸承潤滑不足時不管軸承有沒有磨損，都會產(chǎn)生異響和振動，這是由于軸承潤滑不足的時候軸承滾珠由于沒有了潤滑油膜而造成金屬與金屬的直接接觸，而失去減震能力，此時的振動雖然是輕微的，但是對設(shè)備的危害卻是巨大的，同時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)料不足的時候泵腔內(nèi)部會產(chǎn)生嚴(yán)重的氣蝕，葉輪在泵腔內(nèi)的平衡就會受到嚴(yán)重的影響，不僅產(chǎn)生振動，而且嚴(yán)重危害設(shè)備。
二、渣漿泵振動的危害
1、影響渣漿泵各個備件的使用壽命
據(jù)相關(guān)資料統(tǒng)計，由于渣漿泵振動所產(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)的振動又會使軸承滾珠表面的潤滑油膜過早被破壞，軸承得不到有效的潤滑和散熱，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
渣漿泵的振動對機(jī)封的使用壽命的影響沒有渣漿泵的振動對軸承使用的影響大，但是也是機(jī)封損壞的幾個主要原因，渣漿泵的振動會導(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)封的振動也會導(dǎo)致兩個端面的摩擦過程中夾雜礦漿顆粒，而導(dǎo)致密封面的提前損壞，以及由于振動產(chǎn)生的壓縮彈簧的過早疲勞失效以及機(jī)封O型環(huán)的過度磨損而產(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)計時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）振動會導(dǎo)致泵傳動軸的竄動和軸頭的跳動，這種竄動對泵腔內(nèi)部的部件危害巨大，同時也會導(dǎo)致護(hù)板與葉輪的撞擊或磨損這種情況會導(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
渣漿泵的振動會產(chǎn)生額外的摩擦損失和不均勻的離心力，這種情況不僅會降低泵運(yùn)行的穩(wěn)定性同時也會降低泵的運(yùn)行效率，使泵在做相同的功的情況下無用功的增加，而產(chǎn)生更高的電能消耗。
5、斷軸的發(fā)生
對于渣漿泵的傳動軸而言，軸不僅起到傳動旋轉(zhuǎn)的作用，同時也使葉輪穩(wěn)定在固定位置的平穩(wěn)運(yùn)行，而泵的振動會使葉輪產(chǎn)生不平衡的離心力會使軸端部的葉輪始終處于不平衡裝臺而使軸產(chǎn)生的應(yīng)力過大，長期運(yùn)行必然產(chǎn)生金屬疲勞而導(dǎo)致斷軸故障的發(fā)生。
三、泵振動的預(yù)防和處理
泵的振動現(xiàn)象不會消失，只會因為有效的處理措施而減緩，對于渣漿泵而言要使泵能夠長期穩(wěn)定的運(yùn)行就更合理的選型和更規(guī)范的操作，同時振動也是把雙刃劍既能造成更嚴(yán)重的故障，同時也可以根據(jù)泵的振動變化情況及時的發(fā)現(xiàn)和診斷設(shè)備存在的問題。
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，離心泵的氣蝕會有所加重，同時泵的振動也會加重，短時間的氣蝕造成的振動使由于泵腔內(nèi)的液體不均勻分布造成的，通過穩(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，但是長期的氣蝕會造成葉輪的不均勻損壞，產(chǎn)生不可調(diào)整的振動。
潤滑：潤滑不僅要考慮到潤滑油的油位和油量，同時還要考慮潤滑油的粘度，潤滑油粘度不足時離心泵也會產(chǎn)生振動，離心泵運(yùn)轉(zhuǎn)的時候軸承箱的溫度會有所升高，溫度升高，潤滑油的粘度就會降低，所以在檢測設(shè)備油位和油量的時候，也要保證設(shè)備的溫度在合適的范圍內(nèi)。設(shè)備溫度升高時要及時的查清原因，否則同樣會造成軸承因潤滑不良而產(chǎn)生振動和損壞。
緊固：“微震”狀態(tài)下螺栓都會有所松動，設(shè)檢修后回裝時可以螺栓上涂抹些螺紋鎖在固劑，既可以防止螺栓的松動，也可以防止螺栓的損壞，拆卸時只需加熱即可融化開松動劑，投資雖小但對設(shè)備回裝卻必不可少。
穩(wěn)定進(jìn)料：關(guān)于進(jìn)料的穩(wěn)定性來說，屬于選型以及安裝時的問題，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，不可通過調(diào)節(jié)進(jìn)口閥門來控制流量。
結(jié)束語
設(shè)備故障的發(fā)生往往是從不易察覺的異常的振動開始，并隨之不斷加重的，在故障發(fā)生的過程中，存在著許多需要總結(jié)和分析的地方，異常的振動既是一種故障，又是故障加重的一種重要原因。而分析異常的振動則是診斷故障的一種方法， 如果不能及時的根據(jù)設(shè)備的振動情況來處理設(shè)備故障則會造成惡性循環(huán)，振動越嚴(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）
