周海丹 陳蘇秧

（杭州職業(yè)技術(shù)學(xué)院 特種設(shè)備學(xué)院，杭州 310018）

水泵站是一種將水由低處抽提至高處的機(jī)電設(shè)備和建筑設(shè)施的綜合體。機(jī)電設(shè)備主要為水泵和動力機(jī)（通常為電動機(jī)和柴油機(jī)），輔助設(shè)備包括充水、供水、排水、通風(fēng)、壓縮空氣、供油、起重、照明和防火等設(shè)備。水泵機(jī)組是供水泵站運(yùn)作的重要設(shè)備，其性能的好壞影響了整套供水系統(tǒng)的效率[1]。不同泵站的水泵機(jī)組設(shè)備如圖1所示。

一個(gè)泵站機(jī)組系統(tǒng)往往由大量的工作部件組成，不同的部件之間互相關(guān)聯(lián)，緊密耦合。泵站運(yùn)行過程中，任一部件工作異常，經(jīng)過系統(tǒng)的放大都可能造成整個(gè)設(shè)備系統(tǒng)故障或失效，從而導(dǎo)致重大事故，如 圖2所示。

水泵機(jī)組的振動屬于自激振動，主要是由于泵體內(nèi)傳遞壓力的不平衡運(yùn)動造成部件間的沖撞或摩擦而引起的機(jī)組振動[2-3]。在水泵站機(jī)電設(shè)備運(yùn)行過程中，電機(jī)問題、水泵問題等都會造成機(jī)電設(shè)備在使用的過程中因振動較大或長時(shí)間運(yùn)行而極易產(chǎn)生晃動問題，從而影響水泵站機(jī)組的正常運(yùn)作[4-5]。

1 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

基于現(xiàn)有水泵機(jī)組存在的問題，設(shè)計(jì)了一種水泵機(jī)組減振裝置，其結(jié)構(gòu)主要包括安裝箱、減振機(jī)構(gòu)和緩沖組件，分別如圖3～圖6所示。其中：1為安裝箱，2為安裝桿，3為固定板，4為固定銷桿，5為彈簧，6為氣壓管，7為焊接桿，8為氣缸，9為承重橫梁，10為上夾座，11為阻尼器，12為下夾座，13為安裝環(huán)，14為活塞桿。

由圖3可知，安裝箱的上表面呈開口狀，表面兩側(cè)固定安裝有間隔設(shè)置的固定銷桿，固定銷桿一端卡緊在下夾座中。由圖4～圖6可知，阻尼器安裝在下夾座上端，阻尼器外環(huán)面安裝一根豎直的彈簧，阻尼器上方安裝有緩沖組件，緩沖組件由上夾座、安裝環(huán)以及安裝桿組成；兩個(gè)上夾座的上端分別與安裝桿兩端轉(zhuǎn)動連接，兩個(gè)下夾座之間安裝有承重橫梁，安裝桿上表面的兩端均固定安裝有固定板。

2 主要部件及連接方式

2.1 阻尼器

阻尼器的上端安裝有活塞桿，活塞桿的上端與上夾座的下表面之間相連接，外環(huán)面與安裝環(huán)的內(nèi)環(huán)面相連接，安裝環(huán)的下表面與彈簧的上端相連接?；钊麠U的外環(huán)面與安裝環(huán)的內(nèi)環(huán)面相連接，安裝環(huán)的下表面與彈簧的上端之間相連接。阻尼器下端的外環(huán)面固定連接有氣壓管，氣壓管的自由端固定連接有氣缸。

2.2 氣缸

氣缸的一側(cè)設(shè)有安裝耳，安裝箱靠近氣缸的內(nèi)表面固定安裝有焊接桿，焊接桿與氣缸上的安裝耳之間相連接，從而提升氣缸運(yùn)行中的穩(wěn)定性。

2.3 緩沖組件

緩沖組件安裝在阻尼器上方，由上夾座、安裝環(huán)以及安裝桿組成。安裝桿上表面的兩端均固定安裝有固定板，兩個(gè)下夾座之間安裝有承重橫梁，固定銷桿遠(yuǎn)離安裝箱內(nèi)表面的一端與承重橫梁相連接。承重橫梁由多組弧形板組成，弧形板弧長自上而下呈漸變式減小。

3 裝置工作原理

減振裝置通過固定板將機(jī)組設(shè)備安裝在安裝桿上。在機(jī)組設(shè)備運(yùn)行過程中，產(chǎn)生的振動效果依次通過上夾座、安裝環(huán)以及彈簧的作用得到初步緩沖，然后在阻尼器配合活塞桿帶動上夾座移動的過程中使得整個(gè)機(jī)組設(shè)備得到二次緩沖。在兩次緩沖減振過程中，下端設(shè)置的承重橫梁不僅能夠起到支撐的作用，而且能夠配合緩沖組件對機(jī)組設(shè)備起到緩沖、減振的效果。整個(gè)機(jī)組設(shè)備通過彈簧、承重橫梁支撐，機(jī)組設(shè)備運(yùn)行時(shí)產(chǎn)生的振動能夠得到一定的削弱。

4 裝置的特點(diǎn)

（1）通過設(shè)置阻尼器，能夠使安裝桿上的機(jī)組設(shè)備運(yùn)行時(shí)產(chǎn)生的振動得到緩沖，且上夾座與安裝桿之間轉(zhuǎn)動連接的方式能夠減小緩沖組件與機(jī)組設(shè)備之間的摩擦力，從而實(shí)現(xiàn)緩沖、減振的效果。

（2）通過活塞桿的外環(huán)面與安裝環(huán)的內(nèi)環(huán)面相連接、安裝環(huán)的下表面與彈簧的上端相連接的連接方式，同時(shí)整個(gè)機(jī)組設(shè)備通過彈簧、承重橫梁支撐，機(jī)組設(shè)備運(yùn)行時(shí)產(chǎn)生的振動能夠得到一定的削弱[6-7]。

（3）承重橫梁采用多組弧形板組成的結(jié)構(gòu)，有利于支撐整個(gè)機(jī)組設(shè)備的質(zhì)量，承重效果較佳。

（4）阻尼器搭配氣缸使用能夠使整個(gè)緩沖組件受到較大的振動沖擊時(shí)及時(shí)回彈，從而降低振動帶來的噪聲等不良影響。

（5）氣缸通過焊接桿與安裝箱連接，提升了氣缸運(yùn)行中的穩(wěn)定性。

5 結(jié)語

針對泵站機(jī)組設(shè)備運(yùn)行時(shí)極易產(chǎn)生振動的問題，設(shè)計(jì)了水泵站機(jī)組減振裝置。該裝置由安裝箱、夾座、阻尼器和緩沖機(jī)構(gòu)等部分組成，通過各個(gè)部件間的相互配合，該裝置能夠降低機(jī)組設(shè)備在運(yùn)行時(shí)產(chǎn)生的振動，從而提升了機(jī)組設(shè)備運(yùn)行時(shí)的穩(wěn)定性，有利于機(jī)組設(shè)備的正常運(yùn)作。