【摘要】本文針對(duì)大型可調(diào)速水泵的特點(diǎn)，對(duì)水泵的振動(dòng)傳遞、減振器選型計(jì)算、管道支架選型計(jì)算、隔振系統(tǒng)設(shè)計(jì)安裝等進(jìn)行了分析研究，提出了大型可調(diào)速水泵隔振設(shè)計(jì)和安裝的要點(diǎn)。

引言隨著集中供熱工程建設(shè)規(guī)模不斷增大，供熱首站、中繼泵站和大型熱力站循環(huán)水泵，使用高揚(yáng)程、大流量可調(diào)速水泵的越來(lái)越多。振動(dòng)是產(chǎn)生噪音的主要原因，為了減少噪音污染，一般都采用了彈性隔振措施。筆者參加了多項(xiàng)熱力工程調(diào)試，發(fā)現(xiàn)一些大型水泵隔振效果差，噪音很大，還有發(fā)生泵體位移，水泵進(jìn)、出口軟接頭損壞等現(xiàn)象。本文以單級(jí)、雙吸、水平中開(kāi)式離心泵為例進(jìn)行分析研究。

1.減振器的計(jì)算及選型

目前，水泵減振器一般選用橡膠減振墊、橡膠剪切減振器、彈簧減振器等幾種形式。由于橡膠減振墊具有結(jié)構(gòu)受力性能優(yōu)越，穩(wěn)定性好，耐熱耐油性好，安裝方便，價(jià)格低廉，適用范圍廣等優(yōu)點(diǎn)，使用較多。

1.1減振器的選型計(jì)算減振器選型計(jì)算的主要參數(shù)有：允許振動(dòng)傳遞率T和隔振效率I.（1）允許振動(dòng)傳遞率T=■當(dāng)阻尼比D=0時(shí)，上式可簡(jiǎn)化為：

T=■式中：T—允許振動(dòng)傳遞率；

f/f0——隔振系統(tǒng)頻率比；

f——水泵額定轉(zhuǎn)速時(shí)的振動(dòng)頻率，HZ，f=n/60；

n——水泵的額定轉(zhuǎn)速，r/min；

f0——減振器靜態(tài)荷載下的豎向固有頻率，HZ；

D——隔振材料的阻尼比，一般橡膠減振器D=0.07～0.15，金屬?gòu)椈蓽p振器D=0.005～0.015.（2）隔振效率II=（1-T）100式中：I——隔振效率，%；

T——同前。

以上參數(shù)根據(jù)建筑物場(chǎng)所的隔振要求確定。

1.2減振器的豎向固有頻率減振器的豎向固有頻率與其剛度（硬度）成正比，與其靜態(tài)荷載（靜態(tài)壓縮量）成反比。其關(guān)系式如下：

f0=■■=■式中：f0——同前，k——減振器的剛度，kg/cm2；

m——減振器的靜態(tài)荷載，kg；

x——減振器的靜態(tài)壓縮量，cm；？準(zhǔn)——減振器的動(dòng)靜剛度比。

1.3減振器選用的原則

1.3.1恒速水泵減振器選用的原則

（1）頻率比f(wàn)/f0參考（表一）選用，通常采用2.5～5.

（2）減振器承受的荷載不應(yīng)大于減振器的許可荷載范圍。

（3）阻尼較小的彈簧減振器與設(shè)備基礎(chǔ)之間應(yīng)設(shè)一定厚度的彈性墊。

（4）支承點(diǎn)數(shù)不應(yīng)少于4個(gè)，水泵較重、尺寸較大時(shí)可用6～8個(gè)。

（5）水泵隔振臺(tái)座重量應(yīng)為水泵重量的1.1～1.4倍。

（6）水泵重心較高時(shí)應(yīng)增大隔振臺(tái)座的尺寸和重量。

1.3.2可調(diào)速水泵減振器選用的原則可調(diào)速水泵選用減振器時(shí)，應(yīng)遵守恒速水泵減振器選用的原則，頻率比必須按水泵運(yùn)行的最低轉(zhuǎn)速選用。

如可調(diào)速水泵額定轉(zhuǎn)速時(shí)，頻率比取f/f0=2.5，當(dāng)水泵低速運(yùn)行時(shí)，f/f0＜2.5，隔振效果將大幅度下降，當(dāng)水泵轉(zhuǎn)速下降到額定轉(zhuǎn)速的40%時(shí)，即0.4f/f0=1，隔振系統(tǒng)將產(chǎn)生共振現(xiàn)象，不僅起不到隔振效果，反而增大振動(dòng)，甚至造成設(shè)備和管道損壞。

可調(diào)速水泵選用減振器時(shí)，頻率比可根據(jù)水泵最低轉(zhuǎn)速按（表二）選取，并按（表三）及選用產(chǎn)品說(shuō)明書(shū)的參數(shù)選用不同類(lèi)型的減振元件或隔振材料。水泵轉(zhuǎn)速低于300r/min時(shí)，可采用大塊式剛性基礎(chǔ)減小振動(dòng)傳遞。

1.3.3橡膠減振墊的選用安裝方法

（1）橡膠減振墊應(yīng)根據(jù)其許可荷載范圍和豎向固有頻率選用。

（2）對(duì)大型水泵，每個(gè)支承點(diǎn)一般采用多層及每層多塊的組合布置，各層減振墊之間用3～4毫米厚整塊鋼板隔開(kāi)，并將減振墊與鋼板粘結(jié)在一起。

（3）考慮水泵隔振系統(tǒng)的穩(wěn)定性，每層1～2塊布置時(shí)不宜超過(guò)3層，每層3～4塊時(shí)不宜超過(guò)4層，每層5～6塊以上時(shí)不宜超過(guò)5層。

（4）橡膠減振墊的許可荷載與硬度成正比；如前述，其豎向固有頻率與硬度成正比，與靜態(tài)壓縮量成反比；橡膠減振墊的豎向固有頻率與支點(diǎn)每層布置的塊數(shù)無(wú)關(guān)，與布置的層數(shù)成反比，當(dāng)二層布置時(shí)，豎向固有頻率約為一層布置的0.7倍，四層布置時(shí)，豎向固有頻率約為一層布置的0.5倍。

2.隔振軟接頭、彈性支吊架選型隔振系統(tǒng)設(shè)計(jì)

不僅要對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)備進(jìn)行隔振，為了防止振動(dòng)隨管道輸出，水泵的進(jìn)、出口管道必須安裝隔振軟接頭，與水泵剛性連接的進(jìn)、出口管道上的支吊架必須采用隔振（彈性）支吊架，管道穿過(guò)機(jī)房圍護(hù)結(jié)構(gòu)處，應(yīng)留有縫隙，并使用彈性材料填充。

水泵隔振軟接頭主要有可曲撓橡膠接頭和不銹鋼金屬軟管。可曲撓橡膠接頭彈性好，自由偏轉(zhuǎn)和位移性能好，造價(jià)低廉。但該產(chǎn)品強(qiáng)度低，橡膠宜老化，在中、小型水泵上使用較多。不銹鋼金屬軟管強(qiáng)度高，承壓大，使用壽命長(zhǎng)。但該產(chǎn)品自由偏轉(zhuǎn)和位移性能稍差，造價(jià)較高，在大型水泵上使用較多。

隔振支吊架一般采用彈簧阻尼支吊架或橡膠隔振支吊架。彈簧阻尼支吊架隔振性能好，使用壽命長(zhǎng)，但價(jià)格較高。橡膠隔振支吊架結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，隔振性能好，可購(gòu)成品或現(xiàn)場(chǎng)制作，價(jià)格較低。

3.水泵隔振系統(tǒng)設(shè)計(jì)安裝

水泵進(jìn)、出口隔振軟接頭一般有水平管段安裝和豎直管段安裝兩種形式圖。

3.1隔振軟接頭在水泵進(jìn)、出口水平管段安裝時(shí)

（1）水泵運(yùn)行時(shí)，由于管內(nèi)介質(zhì)壓力的作用，水泵進(jìn)、出口豎管背離水泵向外側(cè)位移。水泵的進(jìn)、出口隔振軟接頭受拉，不僅降低隔振效果，壓力較大時(shí)甚至損壞隔振軟接頭，因此，支架a和支架b應(yīng)按固定支架設(shè)計(jì)安裝。支架頂承受的水平推力，計(jì)算式如下：

Fa=P1A1Fb=P2A2式中：Fa——支架a頂部承受的水平推力，N；

P1——水泵出口工作壓力，Pa；

A1——水泵出口彎管圓截面積，m2；

Fb——支架b頂部承受的水平推力，N；

P2——水泵進(jìn)口工作壓力，Pa；

A2——水泵進(jìn)口彎管圓截面積，m2.

（2）水泵運(yùn)行時(shí)，由于水泵進(jìn)、出口管內(nèi)壓差較大，尤其是高揚(yáng)程、大流量水泵，水泵泵體向水泵進(jìn)水口方向移動(dòng)。因此必須對(duì)水泵隔振臺(tái)座采取限位移措施。常用的方法是在設(shè)備基礎(chǔ)上設(shè)擋板。擋板受力計(jì)算式如下：

F=P1A1-P2A2（忽略減振器對(duì)隔振臺(tái)座的牽制力）

式中：F——水泵位移對(duì)擋板的推力，N；

P1P2——同前；

A1A2——同前。

3.2隔振軟接頭在水泵進(jìn)、出口豎直管段上安裝時(shí)

（1）由于水泵進(jìn)、出口彎管與水泵剛性連接，水泵運(yùn)行時(shí)，泵體不會(huì)產(chǎn)生位移。

（2）由于水泵運(yùn)行時(shí)管內(nèi)介質(zhì)壓力作用，隔振軟接頭下部的水泵進(jìn)、出口水平管段向下位移，壓力較大時(shí)，隔振軟接頭上部的管道向上位移，如果沒(méi)有約束，會(huì)造成水泵進(jìn)、出口水平管段的管件損壞和隔振軟接頭受拉甚至損壞。因此，水泵進(jìn)、出口水平管道和上部母管應(yīng)設(shè)支架c、支架d、支架e和支架f.支架c和支架d按彈性支架設(shè)計(jì)，承受的荷載為隔振軟接頭以下的管道管件重量、豎直管段內(nèi)和水泵進(jìn)、出口水平管內(nèi)水的重量，以及由于管道內(nèi)壓力在彎管上產(chǎn)生的向下的盲板力之和。http://www.whtlhgdq.com/product/