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發布時間:2022-01-04 11:25:56 人(ren)氣:125627 來(lai)源:
1.泵自(zi)身構(gou)體引起的振(zhen)動
離心(xin)泵是(shi)由軸(zhou)(zhou)、軸(zhou)(zhou)承(cheng)(cheng)及(ji)安裝在(zai)軸(zhou)(zhou)上的葉(xie)輪(lun),驅(qu)動(dong)裝置(如電機(ji)、汽輪(lun)機(ji)、燃氣輪(lun)機(ji)驅(qu)動(dong)等(deng))構成(cheng)的。泵軸(zhou)(zhou)振動(dong)、轉子不平衡、驅(qu)動(dong)軸(zhou)(zhou)不同心(xin)、軸(zhou)(zhou)承(cheng)(cheng)缺陷、葉(xie)片及(ji)軸(zhou)(zhou)上其他部件松動(dong)等(deng),都有可能引起振動(dong)。使用(yong)振動(dong)監測(ce)裝置可以測(ce)得單個振動(dong)頻率(lv),用(yong)于分析這些振源類(lei)型。
裝在泵軸上的長清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長清機械密封中的(de)彈(dan)性元件固有頻率相同,就(jiu)可(ke)(ke)造成摩擦副磨損(sun)加快(kuai)或(huo)疲(pi)勞損(sun)傷(shang)。當然,這種損(sun)傷(shang)還(huan)有其他因素。所以在設(she)計或(huo)選型時,必須保(bao)證可(ke)(ke)預測的(de)共振頻率不要與(yu)激勵頻率重合,應(ying)采取可(ke)(ke)靠減(jian)振措施,設(she)計的(de)臨界轉(zhuan)速不能與(yu)工作轉(zhuan)速相距太近;在操作溫度下(xia),將安(an)裝誤(wu)差(cha)減(jian)至(zhi)最小(xiao),因為這些(xie)誤(wu)差(cha)會(hui)導(dao)致(zhi)密封彈(dan)性裝置(zhi)的(de)位移;轉(zhuan)子要充分(fen)平衡;垂直安(an)裝軸上的(de)軸承,其承受的(de)載荷應(ying)使滾動(dong)件打滑的(de)可(ke)(ke)能性減(jian)至(zhi)最小(xiao)。
需要說明的是:
(1)長清機械密封的彈性元(yuan)件(包括單彈簧(huang)和多(duo)彈簧(huang)),彈簧(huang)本身可承受大部分振(zhen)動載荷,輔助(zhu)密(mi)封也(ye)有一定減(jian)振(zhen)效果,如楔形環、O形圈(quan)、膨(peng)脹石墨等;
(2)對于(yu)支承在彈簧上的(de)質量較(jiao)小(xiao)的(de)密(mi)封,如(ru)石(shi)墨密(mi)封環的(de)結構,其固(gu)有頻率相(xiang)對較(jiao)大;
(3)支承在低(di)彈性(xing)彈簧(huang)上的(de)質量(liang)較(jiao)大(da)的(de)密(mi)封(feng),其固(gu)有(you)頻(pin)率相對較(jiao)小,且(qie)腔體內(nei)壓力(li)較(jiao)低(di)情(qing)況(kuang)下出(chu)現(xian)共振可能性(xing)較(jiao)小,金(jin)屬波紋(wen)管型密(mi)封(feng)根據不(bu)同的(de)強度設計,其彈性(xing)有(you)高有(you)低(di);
(4)由于沒(mei)有(you)滑(hua)動(dong)的(de)(de)(de)輔助密(mi)封(feng),所以(yi)依靠密(mi)封(feng)端(duan)面上的(de)(de)(de)液膜或液體減(jian)振,當(dang)然也可以(yi)設計帶滑(hua)動(dong)的(de)(de)(de)輔助密(mi)封(feng),提高(gao)它的(de)(de)(de)穩定性(xing)和剛性(xing);
(5)大多數長清機械密封的固有頻率都遠高于正常的操作轉速,對于金屬波紋管型長清機械密封,要特別注意避免軸(zhou)向共振,異(yi)常振動會加劇波紋管疲勞斷裂。如泵軸(zhou)上軸(zhou)承的軸(zhou)向游隙調整(zheng)不當就容易出現這現象(xiang)。
另外根據密(mi)封環(huan)材(cai)料的不同,特別是當(dang)采用(yong)(yong)碳化鎢類(lei)高密(mi)度材(cai)料時,更應注意共振(zhen)問題。因此,當(dang)支(zhi)承在彈性元件的密(mi)封環(huan)需要采用(yong)(yong)硬質材(cai)料時,條(tiao)件允許情況下一般都選用(yong)(yong)密(mi)度相對較低(di)的碳化硅、陶(tao)瓷等材(cai)料。
2.在正常及擾(rao)動條件下(xia)產生(sheng)的振動
泵運行時,其轉子及長清機械密封會受到液(ye)力振(zhen)動(dong)影響,當流(liu)量發生(sheng)變化(hua)時(shi),葉輪入口(kou)處液(ye)體會產生(sheng)波動(dong),若不是在(zai)最(zui)佳效(xiao)率(lv)下(xia)運(yun)行,葉輪入口(kou)及(ji)擴壓管處的(de)流(liu)體壓頭會增大(da)。低(di)于或(huo)(huo)高(gao)于最(zui)佳效(xiao)率(lv)點的(de)流(liu)量時(shi),或(huo)(huo)輸送(song)介質無法達到泵(beng)的(de)氣蝕余量時(shi),都可能產生(sheng)氣蝕現象(xiang),則(ze)密封激振(zhen)就更明顯。另外,入口(kou)處介質的(de)流(liu)動(dong)還會受到泵(beng)內介質自循環的(de)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,防止介質在長清機械密封的表面氣蝕產生激振。
3.溫度及壓(ya)力變(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,引起長清機械密封振動。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。由于長清機械密封的(de)一(yi)側固定在(zai)殼體上,而另一(yi)端固定在(zai)轉(zhuan)軸上,所以必須有吸收這兩種不同振動的(de)能(neng)力。
壓力也能使泵體變形,從而多長清機械密封產生干擾。當(dang)密封腔內壓力發生變化時,作用在密封端面(mian)上(shang)的(de)載荷(he)也會隨之發生變化,從而產生突變載荷(he)引起(qi)振動。
4.制造安裝原(yuan)因產生的振動
密(mi)(mi)封(feng)(feng)端面(mian)(mian)粗(cu)糙度過(guo)大,不能(neng)保(bao)(bao)證很好的(de)(de)貼合性(xing)(xing),密(mi)(mi)封(feng)(feng)的(de)(de)穩定性(xing)(xing)就(jiu)會受到影響,影響程度不僅取決于(yu)密(mi)(mi)封(feng)(feng)的(de)(de)具體(ti)(ti)結(jie)構,而(er)且(qie)取決于(yu)密(mi)(mi)封(feng)(feng)運(yun)行參數。密(mi)(mi)封(feng)(feng)每旋轉一(yi)周(zhou)其補償環都(dou)要作相應的(de)(de)運(yun)行,從而(er)保(bao)(bao)證密(mi)(mi)封(feng)(feng)端面(mian)(mian)的(de)(de)貼合性(xing)(xing)。對于(yu)滑動輔(fu)助密(mi)(mi)封(feng)(feng)件(jian),如O形圈或楔形環,密(mi)(mi)封(feng)(feng)面(mian)(mian)上的(de)(de)載(zai)荷(he)(he)沿圓周(zhou)變化,應盡量(liang)防止不受載(zai)荷(he)(he)的(de)(de)一(yi)側發(fa)生泄(xie)漏,受載(zai)荷(he)(he)的(de)(de)一(yi)側出現過(guo)度磨(mo)損的(de)(de)現象。泄(xie)漏會使流體(ti)(ti)的(de)(de)雜(za)粒滲到端面(mian)(mian)液(ye)膜中,從而(er)加速密(mi)(mi)封(feng)(feng)端面(mian)(mian)磨(mo)損。
密(mi)(mi)封件在(zai)加工過程中,一般(ban)不能用機(ji)械(xie)方法加以平(ping)(ping)衡(heng)。在(zai)設計中要(yao)盡量(liang)減少不平(ping)(ping)衡(heng)因素,如單彈(dan)簧就(jiu)會造成不平(ping)(ping)衡(heng),特別是(shi)在(zai)制(zhi)造粗糙的(de)動(dong)環或向密(mi)(mi)封件傳遞的(de)動(dong)力具有“尾隨脈(mo)沖”情況時,更(geng)應注(zhu)意不平(ping)(ping)衡(heng)問題。
在(zai)采(cai)用(yong)內(nei)裝式機(ji)械密(mi)封(feng)(feng)(feng)時,作(zuo)用(yong)在(zai)密(mi)封(feng)(feng)(feng)上(shang)的(de)沖擊力(li)(li)常(chang)常(chang)是由泵送介質的(de)自循環造成的(de)。為確保密(mi)封(feng)(feng)(feng)性能(neng),自循環液體應從兩密(mi)封(feng)(feng)(feng)端的(de)外側通過。若流量過大(da),則作(zuo)用(yong)在(zai)密(mi)封(feng)(feng)(feng)環上(shang)的(de)沖擊力(li)(li)可能(neng)會(hui)使密(mi)封(feng)(feng)(feng)端錯(cuo)位,其后果自然是振動。
為(wei)減輕振動的影響,可(ke)以使自(zi)循(xun)環(huan)(huan)流(liu)(liu)體,由切向入(ru)(ru)口;如有可(ke)能,循(xun)環(huan)(huan)流(liu)(liu)量可(ke)以通過密(mi)封腔(qiang)(qiang)內(nei)襯套的配合間隙(xi)加以控制,或者將密(mi)封腔(qiang)(qiang)內(nei)的吸(xi)入(ru)(ru)管和排出管反接,使流(liu)(liu)向改(gai)變而(er)形成逆循(xun)環(huan)(huan)。后一(yi)種方法常(chang)在(zai)立式(shi)泵中(zhong)采用,因為(wei)它同時解決了密(mi)封腔(qiang)(qiang)上部的排氣問(wen)題;但是,這常(chang)被(bei)人們所忽(hu)視,甚至(zhi)在(zai)臥式(shi)泵的設計中(zhong),密(mi)封腔(qiang)(qiang)內(nei)由于逆循(xun)環(huan)(huan)產生的壓差而(er)會顯著改(gai)善(shan)密(mi)封效果。