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發布時間:2022-01-04 11:25:56 人(ren)氣:125622 來源:
1.泵自身構體(ti)引(yin)起的振(zhen)動(dong)
離(li)心(xin)泵(beng)是(shi)由軸(zhou)(zhou)(zhou)、軸(zhou)(zhou)(zhou)承及(ji)安裝(zhuang)(zhuang)在軸(zhou)(zhou)(zhou)上(shang)的葉輪,驅(qu)動(dong)(dong)(dong)裝(zhuang)(zhuang)置(zhi)(如電機、汽輪機、燃氣(qi)輪機驅(qu)動(dong)(dong)(dong)等(deng))構成(cheng)的。泵(beng)軸(zhou)(zhou)(zhou)振(zhen)(zhen)動(dong)(dong)(dong)、轉子不平衡、驅(qu)動(dong)(dong)(dong)軸(zhou)(zhou)(zhou)不同心(xin)、軸(zhou)(zhou)(zhou)承缺陷、葉片及(ji)軸(zhou)(zhou)(zhou)上(shang)其(qi)他部件松動(dong)(dong)(dong)等(deng),都有可能引起振(zhen)(zhen)動(dong)(dong)(dong)。使(shi)用(yong)振(zhen)(zhen)動(dong)(dong)(dong)監測裝(zhuang)(zhuang)置(zhi)可以測得單(dan)個振(zhen)(zhen)動(dong)(dong)(dong)頻率,用(yong)于分析這些振(zhen)(zhen)源類(lei)型。
裝在泵軸上的阿拉善左機械密封有不同的振動頻率,低時可在泵轉速以下,高時可達每秒數千次。如果振動頻率剛好與阿拉善左機械密封中的(de)(de)(de)彈性元件(jian)固有(you)頻(pin)率相(xiang)同(tong),就可造成(cheng)摩擦副磨損(sun)加快或(huo)疲勞損(sun)傷(shang)。當(dang)然,這種(zhong)損(sun)傷(shang)還有(you)其他因素。所(suo)以在(zai)設計或(huo)選型時,必須保證可預測的(de)(de)(de)共振頻(pin)率不(bu)要(yao)與(yu)激(ji)勵(li)頻(pin)率重合,應采(cai)取可靠(kao)減(jian)振措(cuo)施,設計的(de)(de)(de)臨界轉(zhuan)速不(bu)能與(yu)工作轉(zhuan)速相(xiang)距太近(jin);在(zai)操作溫度(du)下,將安(an)裝(zhuang)誤(wu)差減(jian)至(zhi)最小,因為(wei)這些(xie)誤(wu)差會導(dao)致密封彈性裝(zhuang)置的(de)(de)(de)位移(yi);轉(zhuan)子要(yao)充分平衡;垂(chui)直(zhi)安(an)裝(zhuang)軸上的(de)(de)(de)軸承,其承受的(de)(de)(de)載荷應使滾動(dong)件(jian)打滑的(de)(de)(de)可能性減(jian)至(zhi)最小。
需要說明的是:
(1)阿拉善左機械密封的彈性元件(包括單彈簧(huang)和多彈簧(huang)),彈簧(huang)本身(shen)可承受大部分振動(dong)載荷,輔助密封也有一定(ding)減振效(xiao)果,如楔(xie)形(xing)環、O形(xing)圈、膨脹石墨(mo)等(deng);
(2)對于支承在彈(dan)簧(huang)上(shang)的質量(liang)較小的密封,如石墨密封環的結構,其固有頻率(lv)相對較大;
(3)支承在(zai)低彈(dan)(dan)性(xing)彈(dan)(dan)簧上的(de)質量較大的(de)密封(feng),其(qi)固有(you)(you)頻率相(xiang)對較小,且腔(qiang)體內壓力較低情況下(xia)出現共振可能性(xing)較小,金屬波紋管型密封(feng)根據不同的(de)強度設計,其(qi)彈(dan)(dan)性(xing)有(you)(you)高有(you)(you)低;
(4)由于沒(mei)有滑動的輔(fu)助(zhu)(zhu)密(mi)封,所以(yi)依(yi)靠(kao)密(mi)封端面上(shang)的液(ye)膜或液(ye)體(ti)減(jian)振,當然也可以(yi)設(she)計帶滑動的輔(fu)助(zhu)(zhu)密(mi)封,提高它的穩定性和剛性;
(5)大多數阿拉善左機械密封的固有頻率都遠高于正常的操作轉速,對于金屬波紋管型阿拉善左機械密封,要特(te)別注意避免軸向共振,異(yi)常振動會加劇波紋管疲勞斷裂。如泵(beng)軸上軸承的軸向游隙調整不當就容易出現這現象。
另外根據密(mi)(mi)封環材(cai)料的(de)不(bu)同,特別是當采用(yong)碳化(hua)鎢(wu)類(lei)高密(mi)(mi)度材(cai)料時(shi)(shi),更應注意共振問(wen)題。因此,當支承在彈(dan)性元件的(de)密(mi)(mi)封環需要采用(yong)硬質材(cai)料時(shi)(shi),條件允許情況下一般(ban)都(dou)選用(yong)密(mi)(mi)度相對較低(di)的(de)碳化(hua)硅、陶瓷等材(cai)料。
2.在正(zheng)常(chang)及擾動(dong)條件下產生的振(zhen)動(dong)
泵運行時,其轉子及阿拉善左機械密封會(hui)受到液力振動(dong)影響,當流(liu)(liu)量發(fa)生(sheng)變化時,葉(xie)輪(lun)入(ru)口(kou)(kou)處液體會(hui)產生(sheng)波動(dong),若(ruo)不是在最佳效率下運(yun)行,葉(xie)輪(lun)入(ru)口(kou)(kou)及擴壓管處的流(liu)(liu)體壓頭會(hui)增大(da)。低于或高于最佳效率點的流(liu)(liu)量時,或輸送(song)介質無(wu)法達(da)到泵的氣蝕余量時,都可能產生(sheng)氣蝕現(xian)象,則密封激振就更明顯。另(ling)外,入(ru)口(kou)(kou)處介質的流(liu)(liu)動(dong)還(huan)會(hui)受到泵內介質自循環(huan)的干擾。
轉子系統的振動及作用在密封上壓力狀況的變化,所引起的振動的振幅和頻率是隨機的。在設計系統和選擇泵時,應使其在最佳效率狀態下運行,保證泵在負壓情況下工作穩定,即保證泵有足夠氣蝕余量,防止介質在阿拉善左機械密封的(de)表(biao)面氣(qi)蝕產生激(ji)振(zhen)。
3.溫(wen)度及壓力變(bian)化使泵變(bian)形而產生的振動
泵運行過程中,溫度發生變化時,泵的各部件會產生熱變形,這時泵相對于驅動裝置會發生偏移,引起阿拉善左機械密封振動。此外,溫度對殼體和轉子的影響程度不一樣,一般情況下,轉子要比殼體變化迅速。當運行溫度波動時,密封除了要承受部件錯位產生的振動外,還要承受低頻率大振幅的振動。由于阿拉善左機械密封的一(yi)側(ce)固(gu)(gu)定(ding)在殼體上,而(er)另一(yi)端固(gu)(gu)定(ding)在轉軸上,所以必須有吸收(shou)這兩種不同振(zhen)動的能力。
壓力也能使泵體變形,從而多阿拉善左機械密封產(chan)生(sheng)(sheng)干擾(rao)。當密封(feng)腔內壓(ya)力發(fa)生(sheng)(sheng)變化時,作用在密封(feng)端面上的載荷也會隨之(zhi)發(fa)生(sheng)(sheng)變化,從(cong)而產(chan)生(sheng)(sheng)突變載荷引起振動。
4.制造安裝原(yuan)因產生的振動
密封(feng)端面粗糙(cao)度(du)(du)過大,不(bu)能保證(zheng)很(hen)好的(de)貼合性,密封(feng)的(de)穩(wen)定(ding)性就會(hui)受(shou)到(dao)影響,影響程度(du)(du)不(bu)僅取決于密封(feng)的(de)具體(ti)結構,而(er)且取決于密封(feng)運行參數。密封(feng)每旋(xuan)轉一周其補償環(huan)都(dou)要作相應(ying)的(de)運行,從而(er)保證(zheng)密封(feng)端面的(de)貼合性。對于滑動(dong)輔助(zhu)密封(feng)件,如(ru)O形(xing)圈或(huo)楔形(xing)環(huan),密封(feng)面上的(de)載(zai)荷沿圓周變化,應(ying)盡量防止不(bu)受(shou)載(zai)荷的(de)一側(ce)發生泄漏(lou),受(shou)載(zai)荷的(de)一側(ce)出現過度(du)(du)磨(mo)損的(de)現象。泄漏(lou)會(hui)使流體(ti)的(de)雜粒滲到(dao)端面液膜中,從而(er)加速密封(feng)端面磨(mo)損。
密封(feng)件在加(jia)工過(guo)程中,一般不(bu)能用機(ji)械(xie)方法(fa)加(jia)以(yi)平(ping)衡(heng)。在設計中要盡量減少不(bu)平(ping)衡(heng)因素(su),如單彈(dan)簧就會造成(cheng)不(bu)平(ping)衡(heng),特別是在制造粗糙的動環或向密封(feng)件傳遞的動力具有“尾隨脈沖(chong)”情況時,更應注意(yi)不(bu)平(ping)衡(heng)問(wen)題。
在(zai)采用內(nei)裝式機械密封(feng)(feng)時,作用在(zai)密封(feng)(feng)上的沖(chong)擊(ji)力常(chang)常(chang)是(shi)由泵(beng)送(song)介質的自(zi)循環(huan)(huan)造(zao)成的。為(wei)確保密封(feng)(feng)性能(neng),自(zi)循環(huan)(huan)液體應從兩密封(feng)(feng)端的外(wai)側通過。若(ruo)流量(liang)過大,則作用在(zai)密封(feng)(feng)環(huan)(huan)上的沖(chong)擊(ji)力可能(neng)會(hui)使密封(feng)(feng)端錯位,其后(hou)果自(zi)然是(shi)振動。
為(wei)減輕振(zhen)動的(de)(de)影響,可以(yi)使自循(xun)(xun)環流(liu)體,由(you)切向(xiang)入口(kou);如有可能,循(xun)(xun)環流(liu)量(liang)可以(yi)通過密(mi)封腔(qiang)(qiang)內襯套的(de)(de)配合(he)間隙加(jia)以(yi)控制,或(huo)者(zhe)將密(mi)封腔(qiang)(qiang)內的(de)(de)吸入管和排(pai)出管反接,使流(liu)向(xiang)改變而形成逆循(xun)(xun)環。后一種方(fang)法常在立(li)式(shi)泵(beng)中采用,因為(wei)它同(tong)時解決了密(mi)封腔(qiang)(qiang)上部的(de)(de)排(pai)氣問題(ti);但是,這常被人們所忽視,甚至在臥式(shi)泵(beng)的(de)(de)設計中,密(mi)封腔(qiang)(qiang)內由(you)于逆循(xun)(xun)環產生的(de)(de)壓差(cha)而會(hui)顯著改善密(mi)封效果。