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發(fa)布時(shi)間:2022-01-04 11:25:56 人氣(qi):125586 來源:
1.泵自身(shen)構體(ti)引起的振動(dong)
離心泵是由軸(zhou)(zhou)、軸(zhou)(zhou)承及安裝(zhuang)(zhuang)在(zai)軸(zhou)(zhou)上的葉輪(lun),驅(qu)動(dong)裝(zhuang)(zhuang)置(zhi)(zhi)(如電機(ji)、汽(qi)輪(lun)機(ji)、燃氣輪(lun)機(ji)驅(qu)動(dong)等)構成的。泵軸(zhou)(zhou)振(zhen)(zhen)動(dong)、轉子不平(ping)衡、驅(qu)動(dong)軸(zhou)(zhou)不同心、軸(zhou)(zhou)承缺(que)陷、葉片及軸(zhou)(zhou)上其他部件(jian)松動(dong)等,都有可(ke)能引(yin)起振(zhen)(zhen)動(dong)。使用振(zhen)(zhen)動(dong)監測裝(zhuang)(zhuang)置(zhi)(zhi)可(ke)以測得單(dan)個振(zhen)(zhen)動(dong)頻率,用于(yu)分析這些振(zhen)(zhen)源類型。
裝在泵軸上的碭山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碭山機械密封中的(de)(de)彈性(xing)(xing)元件固有(you)頻(pin)(pin)率相同,就可(ke)造(zao)成摩擦副磨損加快或(huo)疲勞損傷(shang)。當(dang)然,這(zhe)種損傷(shang)還有(you)其(qi)他(ta)因素。所以在(zai)設計或(huo)選型(xing)時,必須保證可(ke)預測的(de)(de)共振(zhen)(zhen)頻(pin)(pin)率不(bu)要與激勵頻(pin)(pin)率重(zhong)合,應采取可(ke)靠減(jian)(jian)振(zhen)(zhen)措施,設計的(de)(de)臨界(jie)轉(zhuan)(zhuan)速不(bu)能與工(gong)作轉(zhuan)(zhuan)速相距太近;在(zai)操(cao)作溫度下,將安(an)裝誤差減(jian)(jian)至(zhi)(zhi)最(zui)小(xiao),因為這(zhe)些誤差會(hui)導致(zhi)密封(feng)彈性(xing)(xing)裝置(zhi)的(de)(de)位移(yi);轉(zhuan)(zhuan)子要充分平衡(heng);垂(chui)直安(an)裝軸(zhou)上的(de)(de)軸(zhou)承,其(qi)承受的(de)(de)載(zai)荷應使滾(gun)動件打滑(hua)的(de)(de)可(ke)能性(xing)(xing)減(jian)(jian)至(zhi)(zhi)最(zui)小(xiao)。
需要說明的是:
(1)碭山機械密封的(de)彈(dan)性元件(包括單彈(dan)簧(huang)和多彈(dan)簧(huang)),彈(dan)簧(huang)本身可承受大部分振動(dong)載荷(he),輔助(zhu)密封也有一定(ding)減振效果,如楔形環、O形圈、膨脹石墨等;
(2)對于(yu)支(zhi)承在彈(dan)簧上的(de)質量較(jiao)小的(de)密封(feng),如石墨(mo)密封(feng)環的(de)結構,其固有頻率相對較(jiao)大(da);
(3)支(zhi)承(cheng)在低(di)彈性(xing)彈簧(huang)上的質(zhi)量較(jiao)大的密封,其(qi)固有頻(pin)率(lv)相對較(jiao)小,且腔(qiang)體內壓力較(jiao)低(di)情況下出現(xian)共振可(ke)能性(xing)較(jiao)小,金屬波紋管(guan)型密封根據不同的強(qiang)度設計,其(qi)彈性(xing)有高(gao)有低(di);
(4)由于(yu)沒有滑動(dong)的(de)(de)(de)輔助密封(feng),所以(yi)依靠密封(feng)端面上的(de)(de)(de)液(ye)膜或液(ye)體(ti)減(jian)振,當然也可以(yi)設計帶滑動(dong)的(de)(de)(de)輔助密封(feng),提高(gao)它的(de)(de)(de)穩定(ding)性和剛性;
(5)大多數碭山機械密封的固有頻率都遠高于正常的操作轉速,對于金屬波紋管型碭山機械密封,要特別(bie)注意(yi)避(bi)免軸(zhou)(zhou)向共振(zhen),異常振(zhen)動會加劇波紋管疲勞斷裂。如泵軸(zhou)(zhou)上軸(zhou)(zhou)承的軸(zhou)(zhou)向游隙調整不當就容易出現這(zhe)現象(xiang)。
另(ling)外根(gen)據(ju)密(mi)封環(huan)(huan)材(cai)料的不同,特別是當采用(yong)(yong)碳化鎢(wu)類高密(mi)度材(cai)料時,更應注意共振問題(ti)。因此,當支承在彈性元(yuan)件(jian)的密(mi)封環(huan)(huan)需要采用(yong)(yong)硬質材(cai)料時,條件(jian)允許情(qing)況下一(yi)般都(dou)選用(yong)(yong)密(mi)度相對較低的碳化硅、陶瓷等材(cai)料。
2.在正常及擾動條件下產生的振(zhen)動
泵運行時,其轉子及碭山機械密封會(hui)受(shou)到(dao)液(ye)力振動影響,當流(liu)(liu)量(liang)發生(sheng)(sheng)變化時,葉(xie)輪(lun)入口(kou)處(chu)液(ye)體(ti)會(hui)產生(sheng)(sheng)波動,若不(bu)是在(zai)最佳效率下運行,葉(xie)輪(lun)入口(kou)及擴壓管處(chu)的流(liu)(liu)體(ti)壓頭會(hui)增大。低于或高(gao)于最佳效率點的流(liu)(liu)量(liang)時,或輸送介質(zhi)無法達到(dao)泵的氣(qi)蝕(shi)余量(liang)時,都可(ke)能產生(sheng)(sheng)氣(qi)蝕(shi)現象,則密封激振就更明顯。另外,入口(kou)處(chu)介質(zhi)的流(liu)(liu)動還會(hui)受(shou)到(dao)泵內(nei)介質(zhi)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,防止介質在碭山機械密封的表面氣蝕產生激振。
3.溫度及壓力(li)變化使泵變形而產生的振(zhen)動(dong)
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,引起碭山機械密封振動。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。由于碭山機械密封的一側固定在殼體上,而另(ling)一端固定在轉軸(zhou)上,所(suo)以必須有吸收這(zhe)兩種不同振動的能力。
壓力也能使泵體變形,從而多碭山機械密封產生干擾(rao)。當密封腔內(nei)壓力發(fa)生變化時,作(zuo)用在密封端面上的(de)載(zai)荷(he)也會(hui)隨之發(fa)生變化,從(cong)而產生突變載(zai)荷(he)引(yin)起振動。
4.制造安裝原因(yin)產生的振動
密封(feng)(feng)(feng)端面(mian)粗(cu)糙度過大,不(bu)能保(bao)(bao)證很好(hao)的(de)(de)貼合(he)性,密封(feng)(feng)(feng)的(de)(de)穩定性就會受(shou)(shou)到影(ying)響,影(ying)響程(cheng)度不(bu)僅取決于密封(feng)(feng)(feng)的(de)(de)具體結構,而且取決于密封(feng)(feng)(feng)運(yun)行(xing)參數(shu)。密封(feng)(feng)(feng)每旋轉一(yi)周其補償環都要(yao)作(zuo)相應的(de)(de)運(yun)行(xing),從(cong)而保(bao)(bao)證密封(feng)(feng)(feng)端面(mian)的(de)(de)貼合(he)性。對于滑動輔(fu)助密封(feng)(feng)(feng)件,如O形圈(quan)或楔形環,密封(feng)(feng)(feng)面(mian)上的(de)(de)載荷(he)(he)沿圓周變化,應盡量防止不(bu)受(shou)(shou)載荷(he)(he)的(de)(de)一(yi)側(ce)(ce)發生泄漏,受(shou)(shou)載荷(he)(he)的(de)(de)一(yi)側(ce)(ce)出現(xian)過度磨損的(de)(de)現(xian)象。泄漏會使流體的(de)(de)雜粒滲到端面(mian)液(ye)膜(mo)中,從(cong)而加(jia)速密封(feng)(feng)(feng)端面(mian)磨損。
密(mi)封件在加(jia)工過程中(zhong),一般不能用機械(xie)方法加(jia)以(yi)平(ping)衡。在設計中(zhong)要(yao)盡(jin)量減少不平(ping)衡因素(su),如(ru)單(dan)彈簧就會造成(cheng)不平(ping)衡,特別(bie)是在制造粗糙(cao)的(de)動環或(huo)向密(mi)封件傳遞(di)的(de)動力(li)具有“尾隨脈沖”情況時,更應注意(yi)不平(ping)衡問(wen)題。
在(zai)采(cai)用(yong)內(nei)裝式機(ji)械密封(feng)時,作(zuo)用(yong)在(zai)密封(feng)上(shang)的(de)沖(chong)擊力常(chang)(chang)常(chang)(chang)是(shi)由泵送介質的(de)自(zi)循環(huan)造成的(de)。為確保密封(feng)性能,自(zi)循環(huan)液體應從兩密封(feng)端(duan)的(de)外側通(tong)過。若流量(liang)過大,則作(zuo)用(yong)在(zai)密封(feng)環(huan)上(shang)的(de)沖(chong)擊力可能會使密封(feng)端(duan)錯位,其(qi)后果自(zi)然(ran)是(shi)振動(dong)。
為減(jian)輕振動的(de)影響(xiang),可以使(shi)自(zi)循(xun)環流(liu)(liu)體,由切向入口(kou);如有(you)可能,循(xun)環流(liu)(liu)量可以通過密(mi)封腔內襯(chen)套的(de)配合(he)間隙(xi)加以控(kong)制,或者將(jiang)密(mi)封腔內的(de)吸入管(guan)和(he)排出管(guan)反接,使(shi)流(liu)(liu)向改(gai)變而形成逆循(xun)環。后一種方(fang)法常在立式泵中采用,因為它同時解決了密(mi)封腔上部(bu)的(de)排氣問題;但(dan)是(shi),這常被人們所忽視,甚至在臥式泵的(de)設(she)計中,密(mi)封腔內由于逆循(xun)環產生(sheng)的(de)壓(ya)差而會顯著改(gai)善密(mi)封效果。