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發布時間:2022-01-04 11:25:56 人(ren)氣(qi):119141 來源:
1.泵自身構體(ti)引起的振動
離心泵是由軸(zhou)(zhou)、軸(zhou)(zhou)承及安裝在軸(zhou)(zhou)上(shang)的(de)葉(xie)輪(lun),驅動(dong)(dong)(dong)裝置(如電機、汽輪(lun)機、燃氣輪(lun)機驅動(dong)(dong)(dong)等(deng)(deng))構成的(de)。泵軸(zhou)(zhou)振動(dong)(dong)(dong)、轉子不平衡、驅動(dong)(dong)(dong)軸(zhou)(zhou)不同心、軸(zhou)(zhou)承缺陷、葉(xie)片及軸(zhou)(zhou)上(shang)其他(ta)部件(jian)松動(dong)(dong)(dong)等(deng)(deng),都有可(ke)能(neng)引起(qi)振動(dong)(dong)(dong)。使用(yong)振動(dong)(dong)(dong)監測(ce)裝置可(ke)以測(ce)得單(dan)個振動(dong)(dong)(dong)頻率,用(yong)于分(fen)析這(zhe)些(xie)振源類型(xing)。
裝在泵軸上的城固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城固機械密封中的(de)彈性(xing)元(yuan)件(jian)固有(you)頻(pin)率相同,就(jiu)可(ke)(ke)造成摩擦副(fu)磨損加(jia)快或(huo)疲勞損傷。當然,這種損傷還(huan)有(you)其他因(yin)素。所以在設計或(huo)選(xuan)型時,必須(xu)保證可(ke)(ke)預測的(de)共振頻(pin)率不(bu)要與(yu)激勵(li)頻(pin)率重合,應(ying)采取可(ke)(ke)靠減振措施,設計的(de)臨界轉速(su)不(bu)能(neng)與(yu)工作轉速(su)相距太近;在操作溫度下,將安裝(zhuang)(zhuang)誤差減至最(zui)小,因(yin)為這些(xie)誤差會導致密(mi)封彈性(xing)裝(zhuang)(zhuang)置的(de)位移;轉子要充分(fen)平(ping)衡;垂直安裝(zhuang)(zhuang)軸上的(de)軸承,其承受的(de)載荷應(ying)使滾動件(jian)打(da)滑的(de)可(ke)(ke)能(neng)性(xing)減至最(zui)小。
需要說明的是:
(1)城固機械密封的(de)彈性元件(包括單彈簧(huang)和多彈簧(huang)),彈簧(huang)本身可承受大部分振動(dong)載荷,輔助(zhu)密封也(ye)有一定減(jian)振效果,如楔形環、O形圈、膨脹石墨(mo)等;
(2)對于(yu)支(zhi)承在彈簧上的質量較小的密封(feng),如石墨密封(feng)環(huan)的結構,其(qi)固有頻率相對較大(da);
(3)支(zhi)承在低彈性(xing)(xing)彈簧上的(de)質量較(jiao)(jiao)(jiao)大的(de)密(mi)封(feng),其固有頻率相(xiang)對較(jiao)(jiao)(jiao)小,且(qie)腔體內壓力較(jiao)(jiao)(jiao)低情(qing)況(kuang)下出現共振可能性(xing)(xing)較(jiao)(jiao)(jiao)小,金屬波紋管型密(mi)封(feng)根據不同的(de)強(qiang)度設計,其彈性(xing)(xing)有高(gao)有低;
(4)由于沒有滑動(dong)的輔(fu)助密封,所以依(yi)靠密封端面上的液膜(mo)或(huo)液體減振,當(dang)然(ran)也(ye)可以設計(ji)帶滑動(dong)的輔(fu)助密封,提高它的穩定性和剛性;
(5)大多數城固機械密封的固有頻率都遠高于正常的操作轉速,對于金屬波紋管型城固機械密封,要(yao)特別注意避免軸向(xiang)共(gong)振,異常(chang)振動(dong)會加劇波紋管疲勞斷裂(lie)。如泵軸上軸承(cheng)的軸向(xiang)游隙調整不(bu)當就容易出現這(zhe)現象。
另外根(gen)據密封(feng)環材料(liao)(liao)的(de)不(bu)同,特別是(shi)當(dang)采用碳化鎢(wu)類高密度材料(liao)(liao)時,更應(ying)注意共振(zhen)問(wen)題。因(yin)此,當(dang)支承(cheng)在彈(dan)性(xing)元件的(de)密封(feng)環需(xu)要采用硬(ying)質材料(liao)(liao)時,條(tiao)件允許情(qing)況下(xia)一般(ban)都選(xuan)用密度相對較低(di)的(de)碳化硅(gui)、陶瓷等材料(liao)(liao)。
2.在正常及擾(rao)動條件下產生的振動
泵運行時,其轉子及城固機械密封會(hui)受(shou)到(dao)液力振動影響,當流(liu)量發生變化時,葉(xie)輪(lun)入(ru)口(kou)處液體(ti)(ti)會(hui)產(chan)(chan)生波(bo)動,若不是在(zai)最(zui)佳效(xiao)率下運行,葉(xie)輪(lun)入(ru)口(kou)及擴壓管(guan)處的(de)流(liu)體(ti)(ti)壓頭會(hui)增大。低于(yu)或(huo)高于(yu)最(zui)佳效(xiao)率點的(de)流(liu)量時,或(huo)輸(shu)送介(jie)質無(wu)法達到(dao)泵(beng)的(de)氣蝕(shi)余量時,都可能產(chan)(chan)生氣蝕(shi)現象,則密封激振就更明顯。另外,入(ru)口(kou)處介(jie)質的(de)流(liu)動還會(hui)受(shou)到(dao)泵(beng)內介(jie)質自循環(huan)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,防止介質在城固機械密封的(de)表面氣蝕產生激振(zhen)。
3.溫度及壓力變(bian)化(hua)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,引起城固機械密封振動。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。由于城固機械密封的(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(you)吸收這兩種不同振動的(de)能力(li)。
壓力也能使泵體變形,從而多城固機械密封產生(sheng)干擾。當密封腔(qiang)內壓力發(fa)生(sheng)變(bian)化時,作用在密封端(duan)面上的載(zai)荷也會隨之發(fa)生(sheng)變(bian)化,從而產生(sheng)突(tu)變(bian)載(zai)荷引(yin)起(qi)振動。
4.制造(zao)安裝原(yuan)因產(chan)生的振(zhen)動(dong)
密(mi)封端面(mian)粗糙度過大,不(bu)(bu)能保證(zheng)很好的(de)貼合(he)性,密(mi)封的(de)穩定(ding)性就(jiu)會(hui)受(shou)到(dao)影響,影響程度不(bu)(bu)僅取決于(yu)密(mi)封的(de)具體結構,而且取決于(yu)密(mi)封運行參數。密(mi)封每旋轉一周其補償環都要作(zuo)相應(ying)的(de)運行,從而保證(zheng)密(mi)封端面(mian)的(de)貼合(he)性。對于(yu)滑動輔助(zhu)密(mi)封件,如O形(xing)圈或楔形(xing)環,密(mi)封面(mian)上的(de)載荷(he)沿(yan)圓周變化(hua),應(ying)盡量(liang)防止不(bu)(bu)受(shou)載荷(he)的(de)一側發生泄(xie)漏(lou),受(shou)載荷(he)的(de)一側出現過度磨損的(de)現象。泄(xie)漏(lou)會(hui)使流體的(de)雜粒(li)滲到(dao)端面(mian)液膜中(zhong),從而加速(su)密(mi)封端面(mian)磨損。
密封件(jian)在加(jia)工過程中,一般不能(neng)用(yong)機械方法加(jia)以平衡(heng)。在設計(ji)中要(yao)盡量減少不平衡(heng)因素,如單(dan)彈簧就會(hui)造(zao)成不平衡(heng),特別是在制造(zao)粗(cu)糙的動環或向密封件(jian)傳遞的動力(li)具(ju)有“尾(wei)隨脈沖”情況(kuang)時,更應注意不平衡(heng)問(wen)題。
在(zai)采(cai)用內裝式(shi)機械密封(feng)(feng)時,作用在(zai)密封(feng)(feng)上的(de)沖擊(ji)力常常是(shi)由泵送(song)介質的(de)自(zi)(zi)循環造成(cheng)的(de)。為確保密封(feng)(feng)性能(neng),自(zi)(zi)循環液體應從兩密封(feng)(feng)端的(de)外側(ce)通過。若流量(liang)過大,則作用在(zai)密封(feng)(feng)環上的(de)沖擊(ji)力可能(neng)會使密封(feng)(feng)端錯位,其后果自(zi)(zi)然是(shi)振(zhen)動。
為(wei)減輕振動的(de)(de)影(ying)響,可(ke)以(yi)(yi)使自循(xun)環流(liu)體,由切向入(ru)口;如有可(ke)能,循(xun)環流(liu)量可(ke)以(yi)(yi)通過密(mi)(mi)封(feng)腔(qiang)內襯(chen)套的(de)(de)配合間隙加以(yi)(yi)控制(zhi),或者將(jiang)密(mi)(mi)封(feng)腔(qiang)內的(de)(de)吸(xi)入(ru)管和排(pai)出(chu)管反接,使流(liu)向改(gai)變而(er)形成逆循(xun)環。后一種方(fang)法常在(zai)立(li)式(shi)泵中采(cai)用,因(yin)為(wei)它同(tong)時解(jie)決了密(mi)(mi)封(feng)腔(qiang)上(shang)部的(de)(de)排(pai)氣問題(ti);但是,這常被人們(men)所忽(hu)視,甚至在(zai)臥式(shi)泵的(de)(de)設(she)計中,密(mi)(mi)封(feng)腔(qiang)內由于(yu)逆循(xun)環產生(sheng)的(de)(de)壓差而(er)會顯著改(gai)善密(mi)(mi)封(feng)效果。