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發布時間:2022-01-04 11:25:56 人(ren)氣:123535 來源:
1.泵自(zi)身構體引起的振動
離(li)心泵是由(you)軸(zhou)(zhou)(zhou)(zhou)(zhou)、軸(zhou)(zhou)(zhou)(zhou)(zhou)承(cheng)及安裝(zhuang)在(zai)軸(zhou)(zhou)(zhou)(zhou)(zhou)上的(de)葉(xie)輪,驅動(dong)(dong)(dong)裝(zhuang)置(如電機、汽輪機、燃氣(qi)輪機驅動(dong)(dong)(dong)等)構成的(de)。泵軸(zhou)(zhou)(zhou)(zhou)(zhou)振動(dong)(dong)(dong)、轉子不平(ping)衡、驅動(dong)(dong)(dong)軸(zhou)(zhou)(zhou)(zhou)(zhou)不同心、軸(zhou)(zhou)(zhou)(zhou)(zhou)承(cheng)缺陷、葉(xie)片(pian)及軸(zhou)(zhou)(zhou)(zhou)(zhou)上其他(ta)部(bu)件松動(dong)(dong)(dong)等,都(dou)有可(ke)(ke)能引起振動(dong)(dong)(dong)。使用振動(dong)(dong)(dong)監測裝(zhuang)置可(ke)(ke)以(yi)測得單個振動(dong)(dong)(dong)頻率,用于分析這些振源類型。
裝在泵軸上的昌寧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昌寧機械密封中的(de)(de)(de)彈(dan)性元件固有(you)頻率(lv)(lv)相(xiang)同,就可(ke)造(zao)成摩擦副(fu)磨損加快或疲勞(lao)損傷。當(dang)然,這種損傷還有(you)其(qi)他因素。所以(yi)在設(she)計或選型(xing)時,必(bi)須保證可(ke)預測的(de)(de)(de)共(gong)振(zhen)頻率(lv)(lv)不(bu)(bu)要(yao)與激勵頻率(lv)(lv)重合,應采取(qu)可(ke)靠(kao)減(jian)振(zhen)措施,設(she)計的(de)(de)(de)臨界轉(zhuan)速不(bu)(bu)能與工作轉(zhuan)速相(xiang)距太近;在操作溫度下,將安裝(zhuang)誤差(cha)減(jian)至(zhi)(zhi)最(zui)小,因為這些(xie)誤差(cha)會導致密封彈(dan)性裝(zhuang)置的(de)(de)(de)位移;轉(zhuan)子要(yao)充分平衡;垂(chui)直安裝(zhuang)軸上的(de)(de)(de)軸承,其(qi)承受(shou)的(de)(de)(de)載荷應使滾(gun)動件打滑的(de)(de)(de)可(ke)能性減(jian)至(zhi)(zhi)最(zui)小。
需要說明的是:
(1)昌寧機械密封的彈(dan)(dan)性(xing)元件(包括(kuo)單彈(dan)(dan)簧和多彈(dan)(dan)簧),彈(dan)(dan)簧本身可(ke)承受大部(bu)分振動(dong)載荷,輔助(zhu)密封也有(you)一(yi)定減振效果,如楔(xie)形環、O形圈、膨脹石(shi)墨等;
(2)對于支承在彈簧(huang)上的(de)質(zhi)量較(jiao)小的(de)密(mi)封,如石墨密(mi)封環的(de)結(jie)構,其固有頻率相(xiang)對較(jiao)大;
(3)支(zhi)承在(zai)低彈(dan)性彈(dan)簧上的質量較大的密(mi)封(feng),其(qi)(qi)固(gu)有頻率相對(dui)較小,且腔體(ti)內壓(ya)力較低情況下出現共振(zhen)可(ke)能性較小,金屬波紋管型密(mi)封(feng)根(gen)據不同的強度設計,其(qi)(qi)彈(dan)性有高有低;
(4)由于沒有滑(hua)動的(de)輔助密(mi)封(feng),所(suo)以(yi)依靠密(mi)封(feng)端(duan)面上(shang)的(de)液膜或液體減振,當然(ran)也可(ke)以(yi)設(she)計帶滑(hua)動的(de)輔助密(mi)封(feng),提高它的(de)穩定性和剛性;
(5)大多數昌寧機械密封的固有頻率都遠高于正常的操作轉速,對于金屬波紋管型昌寧機械密封,要特(te)別注意避(bi)免軸向共振(zhen),異常振(zhen)動(dong)會(hui)加劇(ju)波紋管疲(pi)勞斷裂。如泵(beng)軸上軸承(cheng)的軸向游(you)隙(xi)調整不當就(jiu)容(rong)易出現這現象。
另(ling)外根據(ju)密(mi)(mi)封(feng)環材料的不(bu)同,特(te)別是當采用碳化(hua)(hua)鎢(wu)類(lei)高密(mi)(mi)度材料時,更應注意(yi)共振問題。因(yin)此,當支承(cheng)在彈性元件的密(mi)(mi)封(feng)環需(xu)要(yao)采用硬質材料時,條(tiao)件允許情況下(xia)一般都(dou)選用密(mi)(mi)度相(xiang)對(dui)較低的碳化(hua)(hua)硅、陶瓷等材料。
2.在正(zheng)常及擾(rao)動條件下(xia)產生(sheng)的振動
泵運行時,其轉子及昌寧機械密封會受到(dao)(dao)液(ye)(ye)力振動(dong)影響,當流(liu)量發生變化時(shi),葉輪入口處液(ye)(ye)體會產生波動(dong),若不是(shi)在(zai)最(zui)佳(jia)效率(lv)下運(yun)行,葉輪入口及擴壓管(guan)處的流(liu)體壓頭會增(zeng)大。低于或(huo)高于最(zui)佳(jia)效率(lv)點的流(liu)量時(shi),或(huo)輸送介(jie)(jie)質無(wu)法(fa)達到(dao)(dao)泵的氣蝕余量時(shi),都可能(neng)產生氣蝕現象(xiang),則密封激振就(jiu)更(geng)明顯。另外,入口處介(jie)(jie)質的流(liu)動(dong)還會受到(dao)(dao)泵內介(jie)(jie)質自(zi)循環的干(gan)擾(rao)。
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,防止介質在昌寧機械密封的表面氣蝕產生激振。
3.溫度(du)及壓力(li)變(bian)化使泵變(bian)形而產生的振(zhen)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,引起昌寧機械密封振動。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。由于昌寧機械密封的(de)一側固(gu)定在(zai)殼體上(shang),而另一端(duan)固(gu)定在(zai)轉軸上(shang),所以必(bi)須有(you)吸收這兩種不(bu)同振動的(de)能力(li)。
壓力也能使泵體變形,從而多昌寧機械密封產生(sheng)(sheng)干擾。當(dang)密(mi)封腔內壓力發(fa)生(sheng)(sheng)變化時,作用在密(mi)封端面上的載荷也會隨之發(fa)生(sheng)(sheng)變化,從而產生(sheng)(sheng)突變載荷引起振動(dong)。
4.制造安裝原(yuan)因(yin)產生的(de)振動(dong)
密(mi)(mi)(mi)封(feng)(feng)端面(mian)粗(cu)糙度(du)過大,不能保證很(hen)好的(de)貼合性,密(mi)(mi)(mi)封(feng)(feng)的(de)穩定(ding)性就會(hui)受(shou)到(dao)影(ying)響(xiang),影(ying)響(xiang)程度(du)不僅取(qu)決于密(mi)(mi)(mi)封(feng)(feng)的(de)具體(ti)結(jie)構(gou),而且取(qu)決于密(mi)(mi)(mi)封(feng)(feng)運行參數。密(mi)(mi)(mi)封(feng)(feng)每旋轉一周其補(bu)償環(huan)都要作相應的(de)運行,從而保證密(mi)(mi)(mi)封(feng)(feng)端面(mian)的(de)貼合性。對于滑動(dong)輔助密(mi)(mi)(mi)封(feng)(feng)件,如O形(xing)圈或楔形(xing)環(huan),密(mi)(mi)(mi)封(feng)(feng)面(mian)上的(de)載荷沿圓周變化,應盡量防止(zhi)不受(shou)載荷的(de)一側(ce)發生泄(xie)漏,受(shou)載荷的(de)一側(ce)出現過度(du)磨損(sun)的(de)現象。泄(xie)漏會(hui)使流(liu)體(ti)的(de)雜粒滲到(dao)端面(mian)液膜中,從而加(jia)速(su)密(mi)(mi)(mi)封(feng)(feng)端面(mian)磨損(sun)。
密(mi)封(feng)件(jian)在加工過程中,一(yi)般不(bu)(bu)能用機械方法加以平衡(heng)(heng)(heng)。在設計中要盡量減少不(bu)(bu)平衡(heng)(heng)(heng)因素,如單(dan)彈(dan)簧(huang)就(jiu)會(hui)造成不(bu)(bu)平衡(heng)(heng)(heng),特(te)別是在制(zhi)造粗糙的動(dong)環或向密(mi)封(feng)件(jian)傳遞的動(dong)力具有“尾隨(sui)脈沖”情況時,更應注意不(bu)(bu)平衡(heng)(heng)(heng)問題(ti)。
在采用(yong)內(nei)裝(zhuang)式機械密(mi)(mi)(mi)(mi)封時,作用(yong)在密(mi)(mi)(mi)(mi)封上的(de)沖擊力常常是由泵送介質的(de)自循(xun)環造成的(de)。為(wei)確保(bao)密(mi)(mi)(mi)(mi)封性能(neng),自循(xun)環液體應從兩(liang)密(mi)(mi)(mi)(mi)封端(duan)的(de)外側通過(guo)。若流量過(guo)大,則作用(yong)在密(mi)(mi)(mi)(mi)封環上的(de)沖擊力可能(neng)會(hui)使密(mi)(mi)(mi)(mi)封端(duan)錯位,其后果自然是振動。
為減輕振動的(de)影響(xiang),可(ke)以使(shi)自循(xun)環(huan)流(liu)體(ti),由(you)(you)切向入口;如(ru)有可(ke)能,循(xun)環(huan)流(liu)量可(ke)以通過密(mi)(mi)封(feng)腔(qiang)內(nei)襯套的(de)配合間隙加(jia)以控制,或者將密(mi)(mi)封(feng)腔(qiang)內(nei)的(de)吸(xi)入管和(he)排出管反接,使(shi)流(liu)向改(gai)變而(er)形(xing)成逆循(xun)環(huan)。后(hou)一種方法(fa)常在立式泵中(zhong)采用,因為它同(tong)時解(jie)決了密(mi)(mi)封(feng)腔(qiang)上部的(de)排氣(qi)問題;但是(shi),這常被人們所忽視,甚至(zhi)在臥式泵的(de)設計中(zhong),密(mi)(mi)封(feng)腔(qiang)內(nei)由(you)(you)于逆循(xun)環(huan)產生的(de)壓差而(er)會顯(xian)著(zhu)改(gai)善(shan)密(mi)(mi)封(feng)效果(guo)。