船用离心泵如何降低振动噪声？

船用离心泵是船体动力系统的主要设备和压力边界的设备之对安全可靠性要求极高。由于船用离心泵叶轮与导叶的动静干涉作用,以及运行过程中偏离设计工况时,其流道内流体会产生非常复杂的压力脉动,并会对船用离心泵水力单元零部件产生复杂的附加动态应力而导致疲勞破坏。为提高船用离心泵的安全可靠性,必须采取合理的措施降低船用离心泵的振动,这对于提高船用离心泵的稳定性具有重要意义。

↑点击上方图片可查看更多【船用离心泵】产品、价格、参数等信息↑

船用离心泵振动成因

船用离心泵是一种旋转式流体动力机械,当离心泵运行时,由于泵内旋转部件与静止部件的相互作用以及流体动力学方面的原因,会让转轮内部产生极大的振动,从而造成机组振动,严重影响机组的安全稳定运行,其具体分为以下几个方面:

1)设计方面引起的振动噪声

船用离心泵结构复杂’属于非对称结构机械。因此当其内部结构设计不合理时,极易引起流体在泵内流动不合理,最终造成压力分布不均流场紊乱’从而引起压力脉动,压力脉动会导致机组产生振动噪声。因此在设计阶段,必须合理设计离心泵流遒,避免因为设计不合理产生的振动噪声

2)制造工艺不良引起的振动噪声

船用漓心泵对于制造精度要求很高,当制造精度难以满足要求时,也极易引起机组的噪声振动。一般而言·船用离心泵在制造时必须保怔旋转部件的冏轴度·保证泵叶轮的质量·避免叶轮叶片不光滑,质量分布不均等现象。同时对于叶轮的前后盖板,必須保诬其厚度均匀一致,从而避免转子部件旋转时产生的周期性应力。同时由于离心泵叶片为扭曲度较高的叶片,其空间形状不一致,因此在运行时会由于动静干涉,从而引起机组振动。

3)机组安装不当引起的振动

船用离心泵在安装时,必须严格注意其基准平面的选取。当基准平面选取不合理、泵轴以及旋转部件安装不同轴以及泵管道安装不合理时,都会引起机组的强烈振动。

4)离心泵使用不当引起的振动

离心泵设计时,一般使其设计工况运行效果最优。当其在偏离设计工况下运行时,由于泵内流动的不均匀,将产生较大的径向力,从而使泵转子发生一定的偏移。同时,当泵体受到较大的拉力或压力的情况下,也会产生噪声振动。

船用离心泵减振降噪关键技术

1)设计改进

当离心泵内部产生较大的噪声振动时,可以考虑优化设计转轮形状,从而从根本上消除引起擐动的可能性。目前,关于离心泵的优化设计并不成熟,一般优化设计方法分为改变泵轴的连接方式。目前离心泵与电机之间的连接方式一般为刚性连接,可以将其改为弹性连接。同时可以改变离心泵本身的设计情况。如将泵壳体改为双蜗壳式结构,这样可以有效提高泵的强度,同时增加过流能力,使流体均匀的进入转轮。也可考虑添加分流叶片,添加分流叶片后,离心泵的空化能力增加,泵的抗震能力增强。除此之外,提高泵过流部件的加工装配精度也极为重要,这样可以有效提高泵各零件之间的配合精度,降低安装误差。对于船用离心泵等对于稳定性要求较高的离心泵,可以考虑提高泵旋转部件的安装平衡精度等级。在合适的情况下,也可在泵内设置加强筋,这样可以有效提高泵本身的稳定性。本文通过将泵体连接方式改为弹性连接,同时将壳体设置为双螨壳。

2)加工工艺改进

目前,为了降低泵内的报动噪声,对泵的加工工艺提出了一些进方法。目前,对于泵轴等旋转部件的加工,已经由传统的加工车床改变为数控车床加工。也提出了一些新的加工方法,例如五轴联动等。而且由于泵叶片的毛坯一般为不锈钢铸件,加工余量大而不均匀;叶片是由多张雕塑曲面组成的封闭曲面体。因此对于叶片的加工目前一般采用复杂曲面编程进行解决,通过编程充分发挥五轴联动数控加工的潜力。为了降低叶轮及转子部件的动平衡不均度·一般选择高精度的动平衡机械进行动平衡安装’这种安装方法可以将安装余量降低到0.1gmm/kg

3)铸造工艺改进

在铸造工艺方面·需要着重注意两个部件的铸造。一是泵体的铸造,二是叶轮的铸造。在泵体的铸造方面,需要考虑其鲒构的不对称性。因此为了保证流道的完整性和流畅性。一般需要采用金属模具与塑料脱胆器具的结合,从而保证泵体各部位厚度的致性。鑄造时的金属选取极为重要。冋时鑄造填充材料应当选取树脂等材料,以保证壳体满足承压要求。对于叶轮铸造,应当尽量避免铸造时引起的变形问题。囚此在制作泵叶轮模具时,需要严格仔细审阅图纸,各部位尺寸严格按照图纸进行设计。制造完成后,应使用样板进行检測,确保合格后方能进行铸造。

从离心泵产生振动噪声的因素出发,对某型船用离心泵进行了设计、制造改进,对改进后泵进行流场模拟与底板模态分析,并对泵运行时的振动噪声进行測试,最终试验结果表明,改进后泵的振动噪声指标满足要求。由此可知,将泵与电机由刚性联接改为弹性联接·对泵体进行改型设计以使得泵内流动更加顺畅提高泵加工装配精度·改变泵脚板加强筋位置并增加数量,泵进口设置加强筋,将电机支座由悍接件改为铸件,合理地布置轴承以保证弹性联接后泵本身轴承承受轴向力,这些改进措施可以有效地降低船用离心泵的振动噪声.