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發(fa)布時間(jian):2022-01-04 11:25:56 人氣:118955 來源:
1.泵(beng)自(zi)身構(gou)體(ti)引起的振動
離心泵是(shi)由軸(zhou)、軸(zhou)承(cheng)及安裝在軸(zhou)上(shang)的葉(xie)輪(lun)(lun),驅(qu)動(dong)(dong)裝置(zhi)(如電機(ji)(ji)、汽輪(lun)(lun)機(ji)(ji)、燃氣輪(lun)(lun)機(ji)(ji)驅(qu)動(dong)(dong)等)構(gou)成的。泵軸(zhou)振動(dong)(dong)、轉(zhuan)子不平衡(heng)、驅(qu)動(dong)(dong)軸(zhou)不同心、軸(zhou)承(cheng)缺陷(xian)、葉(xie)片(pian)及軸(zhou)上(shang)其他部件松動(dong)(dong)等,都有可能引(yin)起振動(dong)(dong)。使用振動(dong)(dong)監測裝置(zhi)可以測得單個振動(dong)(dong)頻率,用于分(fen)析這些振源類型(xing)。
裝在泵軸上的成都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成都機械密封中的(de)彈性(xing)元件(jian)固有頻率(lv)相(xiang)(xiang)同,就可(ke)造成摩擦副磨損(sun)加快或疲勞損(sun)傷。當然,這(zhe)種損(sun)傷還有其(qi)(qi)他因(yin)素。所以在設(she)計(ji)或選型時,必須(xu)保證可(ke)預測的(de)共振頻率(lv)不要與(yu)激勵頻率(lv)重合,應采(cai)取可(ke)靠減(jian)(jian)(jian)振措施,設(she)計(ji)的(de)臨界轉(zhuan)速(su)不能(neng)與(yu)工作(zuo)轉(zhuan)速(su)相(xiang)(xiang)距太近;在操作(zuo)溫度(du)下,將安裝誤差(cha)減(jian)(jian)(jian)至最小,因(yin)為這(zhe)些誤差(cha)會(hui)導致密封彈性(xing)裝置的(de)位移;轉(zhuan)子要充分平(ping)衡;垂直安裝軸(zhou)上的(de)軸(zhou)承,其(qi)(qi)承受的(de)載荷(he)應使滾動件(jian)打滑的(de)可(ke)能(neng)性(xing)減(jian)(jian)(jian)至最小。
需要說明的是:
(1)成都機械密封的彈(dan)性元件(包括單彈(dan)簧(huang)和多彈(dan)簧(huang)),彈(dan)簧(huang)本身可(ke)承受(shou)大部分振動載(zai)荷,輔助密封也有一定減(jian)振效(xiao)果,如楔形環(huan)、O形圈、膨(peng)脹石墨(mo)等;
(2)對于支承在(zai)彈簧(huang)上(shang)的質量較小的密封,如石(shi)墨密封環的結構(gou),其固有頻率相對較大(da);
(3)支承在低彈(dan)性(xing)彈(dan)簧上的質(zhi)量較大的密(mi)封,其固有頻率相對較小,且腔體內壓力較低情(qing)況下出(chu)現共(gong)振(zhen)可能性(xing)較小,金屬波紋管型密(mi)封根據不(bu)同的強度設計,其彈(dan)性(xing)有高(gao)有低;
(4)由于沒有滑動的輔助(zhu)密封,所以依靠密封端面上的液膜或液體減(jian)振,當然(ran)也可以設計帶滑動的輔助(zhu)密封,提高它的穩定(ding)性和(he)剛性;
(5)大多數成都機械密封的固有頻率都遠高于正常的操作轉速,對于金屬波紋管型成都機械密封,要特別注意避(bi)免(mian)軸(zhou)(zhou)向共(gong)振(zhen),異(yi)常(chang)振(zhen)動會加(jia)劇波紋管疲(pi)勞斷裂(lie)。如泵(beng)軸(zhou)(zhou)上軸(zhou)(zhou)承的軸(zhou)(zhou)向游隙調整不當就容易出現這現象。
另(ling)外根據密(mi)封(feng)環(huan)材(cai)料(liao)的(de)不同,特(te)別是當采(cai)用(yong)碳化(hua)鎢類(lei)高密(mi)度材(cai)料(liao)時,更(geng)應注意共振問題。因此,當支承在彈性元件的(de)密(mi)封(feng)環(huan)需要采(cai)用(yong)硬質材(cai)料(liao)時,條(tiao)件允許情況下一(yi)般都選用(yong)密(mi)度相對較低(di)的(de)碳化(hua)硅、陶瓷等材(cai)料(liao)。
2.在(zai)正常及擾動條件下產(chan)生(sheng)的振(zhen)動
泵運行時,其轉子及成都機械密封會受到液(ye)(ye)力(li)振動(dong)影響,當流(liu)量(liang)發生(sheng)變化(hua)時(shi)(shi),葉輪(lun)(lun)入(ru)口(kou)處液(ye)(ye)體會產生(sheng)波動(dong),若不是在(zai)最佳(jia)效率下運行(xing),葉輪(lun)(lun)入(ru)口(kou)及擴壓管(guan)處的流(liu)體壓頭(tou)會增大。低于(yu)或高于(yu)最佳(jia)效率點的流(liu)量(liang)時(shi)(shi),或輸(shu)送介質無(wu)法(fa)達到泵(beng)的氣蝕(shi)余(yu)量(liang)時(shi)(shi),都可能產生(sheng)氣蝕(shi)現象,則密封激振就更明顯。另外,入(ru)口(kou)處介質的流(liu)動(dong)還會受到泵(beng)內介質自循環的干擾。
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,防止介質在成都機械密封的表面氣蝕產生激振。
3.溫度及壓(ya)力變化使(shi)泵變形而(er)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,引起成都機械密封振動。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。由于成都機械密封的(de)一(yi)側固定(ding)(ding)在(zai)殼體上(shang),而另一(yi)端(duan)固定(ding)(ding)在(zai)轉軸(zhou)上(shang),所以必須(xu)有吸收這兩種不同振(zhen)動的(de)能力(li)。
壓力也能使泵體變形,從而多成都機械密封產生(sheng)干擾。當密封腔內壓(ya)力發生(sheng)變化時,作用在密封端面上(shang)的(de)載荷(he)也會(hui)隨之(zhi)發生(sheng)變化,從而產生(sheng)突變載荷(he)引起振動(dong)。
4.制造安裝原因產生的振動(dong)
密(mi)(mi)封端面(mian)(mian)粗糙(cao)度過大,不(bu)能保證(zheng)(zheng)很好的貼(tie)合性,密(mi)(mi)封的穩定性就會受(shou)(shou)到影(ying)響,影(ying)響程度不(bu)僅取(qu)(qu)決(jue)于(yu)密(mi)(mi)封的具體結構(gou),而且取(qu)(qu)決(jue)于(yu)密(mi)(mi)封運(yun)行參數。密(mi)(mi)封每旋轉一(yi)(yi)周其補(bu)償環(huan)都(dou)要作(zuo)相應的運(yun)行,從而保證(zheng)(zheng)密(mi)(mi)封端面(mian)(mian)的貼(tie)合性。對(dui)于(yu)滑(hua)動輔助密(mi)(mi)封件,如O形圈或楔形環(huan),密(mi)(mi)封面(mian)(mian)上的載(zai)荷(he)沿(yan)圓周變化,應盡(jin)量防(fang)止(zhi)不(bu)受(shou)(shou)載(zai)荷(he)的一(yi)(yi)側(ce)發(fa)生泄漏,受(shou)(shou)載(zai)荷(he)的一(yi)(yi)側(ce)出(chu)現過度磨損的現象(xiang)。泄漏會使流體的雜(za)粒滲到端面(mian)(mian)液膜(mo)中,從而加速(su)密(mi)(mi)封端面(mian)(mian)磨損。
密封件在(zai)加工過(guo)程中(zhong),一般(ban)不(bu)能用機械方法加以平(ping)(ping)衡(heng)。在(zai)設計中(zhong)要盡(jin)量減少不(bu)平(ping)(ping)衡(heng)因素,如單彈簧就會造成不(bu)平(ping)(ping)衡(heng),特別是在(zai)制造粗糙(cao)的動環或(huo)向(xiang)密封件傳(chuan)遞(di)的動力具有“尾(wei)隨脈沖(chong)”情況時,更應(ying)注(zhu)意(yi)不(bu)平(ping)(ping)衡(heng)問題。
在(zai)采用內裝式(shi)機械(xie)密封(feng)(feng)時(shi),作用在(zai)密封(feng)(feng)上(shang)的(de)沖(chong)擊(ji)力(li)(li)常常是由泵送介質的(de)自循環造成的(de)。為確(que)保密封(feng)(feng)性能(neng),自循環液體(ti)應從(cong)兩密封(feng)(feng)端的(de)外側通(tong)過。若流量過大,則作用在(zai)密封(feng)(feng)環上(shang)的(de)沖(chong)擊(ji)力(li)(li)可能(neng)會使(shi)密封(feng)(feng)端錯位,其后(hou)果自然是振動。
為減輕振動(dong)的影響,可(ke)以使(shi)自循環流體,由(you)切向入(ru)口;如有(you)可(ke)能(neng),循環流量可(ke)以通過密(mi)封(feng)腔內(nei)襯套的配(pei)合間隙加(jia)以控(kong)制,或者將密(mi)封(feng)腔內(nei)的吸(xi)入(ru)管和排(pai)出(chu)管反接,使(shi)流向改變(bian)而(er)形成逆(ni)循環。后一種方法常在(zai)立式泵(beng)中采用,因為它同時解決(jue)了(le)密(mi)封(feng)腔上(shang)部的排(pai)氣問題;但是,這(zhe)常被人們所忽視,甚至在(zai)臥式泵(beng)的設計中,密(mi)封(feng)腔內(nei)由(you)于逆(ni)循環產生(sheng)的壓差而(er)會顯著改善(shan)密(mi)封(feng)效(xiao)果。