齿轮泵的振动分析及解决办法黄齐凯

齿轮泵的振动分析及解决办法黄齐凯

黄齐凯

（天津蓝巢电力检修有限公司陕西黄陵项目部300380）

摘要：主要介绍齿轮泵在日常的使用过程中常见的故障情况，并根据原因分析提出了解决办法。为日常的生产维护提供了便利。

关键词：齿轮泵振动故障分析

1、齿轮泵的结构及工作原理

齿轮泵主要应用于化工与工业等众多场合中，起到增压、计量、输送和抽吸流体的作用。齿轮泵分为内啮合和外啮合两种结构，黄陵矿业2×300MW机组中风机油站用齿轮泵为KCB型，属于外啮合齿轮泵在火力发电厂中齿轮泵被应用在各大风机油站输送润滑介质。齿轮泵在输送润滑介质的过程中是依靠泵缸与啮合齿轮间所形成的工作容积变化和移动来输送液体或使之增压的回转泵。

齿轮泵主要有主动齿轮、从动齿轮、泵体、泵盖、安全阀、轴端密封等组成。泵体、泵盖和齿轮构成的空间就是齿轮泵的工作腔。两个齿轮的轮轴分别装在泵两侧端盖上的轴承孔内，主动齿轮的轮轴一端伸出泵体，配以连轴器由电机驱动。运转时由主动轴带动从动轴旋转，使油液从吸入口吸入，随着旋转当两个齿轮的轮齿逐渐分开时，吸入式的容积增大，压力降低，便将吸入口内的油液吸入泵体内，齿轮的不断旋转使吸入的油液不断的被挤往出油口，从而油液被排入油管路中。泵体上装有安全阀起超载保护作用，安全阀的全回流压力为泵额定排除压力的1.5倍，当排出的压力超过规定压力时，输送液体可以自动顶开安全阀，使高压液体返回吸入口。也可在允许排出压力范围内根据实际需要另外调整。但注意本安全阀不能作减压阀的长期工作，需要时可在管路上另行安装。KCB系列齿轮油泵的主传动齿轮是斜齿园柱齿轮，而我们现场的齿轮泵主传动齿轮是四个斜齿轮组成的人字形齿轮组全系列齿轮油泵是用三爪式弹性联轴器与电动机组成的热油泵机组。本系列齿轮油泵结构简单紧凑，使用维护方便，运转平稳，使用安全可靠。[1]

KCB型齿轮泵的齿轮经过热处理后有一定的硬度和强度与轴一同安装在可更换的轴套内运转。泵内全部零件的润滑均在泵工作时利用输出介质而自动达到。泵内有设计合理的泄油和回油槽，使齿轮在工作中承受的扭矩力最小，因此轴承负荷小，磨损小，泵效率高。

2、齿轮泵振动的原因及分析

齿轮泵在工作中常见的故障情况主要有流量小、压力低、噪声大、结合面渗油、轴承磨损、振动大、泵体发热等现象。齿轮泵的振动由很多方面原因引起的，有机械方面的原因，也有设备本身的原因。在这里着重介绍KCB型（外啮合）齿轮泵震动大的原因。

根据我们现场的实际情况和电厂的技术设计，在2×300MW循环流化床机组中，一、二次风机并不是采用的变频电机来调整风机转速的，而是通过液力耦合器来达到调速的目的。在液力耦合器油站系统中由两台KCB型齿轮泵负责液力耦合器调速用油和电机轴瓦冷却润滑用油。本现场齿轮泵型号为XKCB483JZY，公称排量29ML/REV，额定压力0.36MPa，额定转速为1500R/min。

另外，由于齿轮泵存在径向不平衡力，而径向不平衡力的产生有三个方面：

2.2.1齿轮泵工作时，从排油腔开始，沿着齿轮的旋转方向，齿顶处的压力时逐渐升高的，作用在齿轮上的径向推力总是把齿轮压向吸油腔侧。

2.2.2由于齿轮传动力矩的存在，是主动轮与从动轮均受径向不平衡力，致使从动轮轴承先损坏。

2.2.3由于齿轮泵存在困油现象也会产生径向不平衡力。[2]

2.3从泵与电机匹配上讲，电机的振动增大同样会使齿轮泵跟着振动。当电机轴承磨损引起的振动时，很明显的就是当电机在空载试转时振动值很符合电机本身等级的要求，但当电机带上负载之后，电机的振动就会变大，而齿轮泵的振动并不会有所变化。

造成电机的振动增大主要原因还是来自电机驱动端与自由端的轴承磨损，引起的电机振动。因为电机轴承的润滑主要是油脂润滑，润滑油脂的损耗就会加速轴承的磨损，轴承磨损势必会引起轴承的游隙变大，当轴承的游隙变大时电机在三个方位的振动值会明显增加，这一点可以通过测振仪测得数据看出来。有些时候并不一定是电机自身轴承的磨损引起的震动。当电机的地脚螺栓松动的时候也是会影响振动的。

2.4KCB型齿轮泵按设备的设计说明，禁止泵倒转和空转，空转容易造成泵内存有空气，当空气进入管道内，一方面导致泵不出力，另一方面导致油管路的振动。油管路的振动同样会传给泵，引起泵的振动。由于设备管路的安装问题，当油管道安装位置与齿轮泵的连接位置不在同一中心时，那么油管路就会给齿轮泵一个拉力，这样就打破了齿轮泵与电机的平衡关系。以现场二次风机的齿轮泵振动为例，当时发现齿轮泵轴向振动值达到0.096mm，初步怀疑是联轴器中心不正引起的振动，重新进行联轴器找正，试转仍然振动大。检查轴承各方面也都正常。后来经过分析和测量发现油管路振动值已经达到了0.10mm以上，有了这个结果，检查发现油管路的支吊架松动，没有起到固定和悬吊作用。当对支吊架重新进行固定后，齿轮泵运转的声音就明显的有所降低，在测量齿轮泵的振动值已经降低到0.025mm。

由此可见油管路的安装机管路的固定队齿轮泵的振动有着很大的关联。

2.5现在初步怀疑齿轮泵与电机上的联轴器配合不好造成梅花垫的经常性损坏，进而导致泵的振动。现在准备进行联轴器的改造。待改造后结果在与大家分享。

3、故障的解决办法

通过前文的介绍知道了KCB型齿轮泵的内外结构，也分析了引起其振动的原因。那么如何去解决这系列问题，就比较有针对性了。下面提出以上几点常见故障的处理办法。

3.1在日常维护中应对连轴器梅花弹垫定期进行检查更换，并检查联轴器是否有机械损伤，对技术人员在技术水平上加大培训，加强过程控制，保证检修质量。将各个数据控制在可控范围内。例如在联轴器找正时，应使联轴器对轮间隙在3mm~5mm之内，保证电机和齿轮泵轴的轴蹿量；联轴器找中心时，确保电机和齿轮泵的地脚干净平整，并使之接触良好，不应有地脚虚接情况，以防造成找中心数据错误。

3.2针对上述第二个原因的处理办法是，将联轴器或电机、泵的轴上用样冲打麻点，再或是在轴与联轴器间加铜皮，使之有一定紧力，这样就会解决电机在启动过程中的机械力对梅花弹垫的冲击造成的梅花弹垫的损坏了。下图是处理前后照片的对比。

3.3由机械磨损造成泵的振动，可以从更换转动部件的角度出发，做好转动部件用时登记，并定期进行更换，定期给电机轴承补油脂，保证轴承能够得到良好的润滑，较少磨损，加大使用寿命。

3.4检查油系统管道固定是否牢固，以及管道支架是否有开焊、松动的现象，如有应及时处理。

3.5将设备基础进行二次灌浆，消除因基础的震动，加强设备基础的承受载荷

参考文献

[1]KCB型齿轮泵厂家说明书

[2]期刊：中国知网，齿轮泵常见故障及解决办法。

作者简介

姓名：黄齐凯，性别：男，年龄：39岁，工作单位：天津蓝巢电力检修有限公司，职务：项目经理。