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發(fa)布時間:2022-01-04 11:25:56 人氣:125684 來源:
1.泵自身構(gou)體引(yin)起的振動
離心泵(beng)是由軸(zhou)、軸(zhou)承及(ji)(ji)安裝(zhuang)在(zai)軸(zhou)上(shang)的葉(xie)輪,驅動(dong)(dong)(dong)裝(zhuang)置(如(ru)電機、汽輪機、燃(ran)氣輪機驅動(dong)(dong)(dong)等(deng))構(gou)成的。泵(beng)軸(zhou)振動(dong)(dong)(dong)、轉(zhuan)子不(bu)平衡、驅動(dong)(dong)(dong)軸(zhou)不(bu)同心、軸(zhou)承缺陷、葉(xie)片及(ji)(ji)軸(zhou)上(shang)其他(ta)部件松動(dong)(dong)(dong)等(deng),都(dou)有可(ke)能(neng)引起(qi)振動(dong)(dong)(dong)。使用(yong)(yong)振動(dong)(dong)(dong)監測裝(zhuang)置可(ke)以測得單個振動(dong)(dong)(dong)頻率,用(yong)(yong)于分析這些振源類型(xing)。
裝在泵軸上的洞頭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洞頭機械密封中的(de)(de)(de)彈性(xing)元件(jian)固有頻(pin)(pin)率相(xiang)同,就可造成摩擦副磨損加快或疲勞損傷。當(dang)然,這(zhe)種損傷還(huan)有其(qi)他因素(su)。所以在設計或選(xuan)型時(shi),必須(xu)保證可預測的(de)(de)(de)共振頻(pin)(pin)率不(bu)要與(yu)激勵頻(pin)(pin)率重合,應采(cai)取(qu)可靠減振措施,設計的(de)(de)(de)臨界(jie)轉速(su)不(bu)能與(yu)工(gong)作轉速(su)相(xiang)距太近;在操(cao)作溫度下(xia),將安裝(zhuang)誤差減至最小,因為這(zhe)些(xie)誤差會(hui)導致(zhi)密封彈性(xing)裝(zhuang)置(zhi)的(de)(de)(de)位移;轉子要充分(fen)平衡;垂(chui)直安裝(zhuang)軸上的(de)(de)(de)軸承(cheng),其(qi)承(cheng)受的(de)(de)(de)載荷(he)應使滾動件(jian)打滑的(de)(de)(de)可能性(xing)減至最小。
需要說明的是:
(1)洞頭機械密封的彈(dan)性(xing)元(yuan)件(包括單彈(dan)簧和多彈(dan)簧),彈(dan)簧本身可承受大部分振(zhen)動載荷,輔助(zhu)密封也有一定減(jian)振(zhen)效(xiao)果,如楔(xie)形(xing)環、O形(xing)圈、膨脹石墨等;
(2)對于支承在彈簧上的質量較小(xiao)的密封,如石(shi)墨密封環(huan)的結構,其固有頻率相對較大;
(3)支承在低(di)彈(dan)性彈(dan)簧(huang)上的(de)質量(liang)較(jiao)大的(de)密封,其固有頻(pin)率相對(dui)較(jiao)小,且腔(qiang)體內(nei)壓力較(jiao)低(di)情況下(xia)出現共(gong)振可能性較(jiao)小,金屬波紋管(guan)型密封根(gen)據不同的(de)強度(du)設(she)計,其彈(dan)性有高有低(di);
(4)由于沒有滑動的(de)輔助(zhu)密(mi)(mi)封,所以依靠密(mi)(mi)封端面上(shang)的(de)液膜或液體減(jian)振,當然也可以設計帶滑動的(de)輔助(zhu)密(mi)(mi)封,提高它的(de)穩(wen)定(ding)性(xing)和剛(gang)性(xing);
(5)大多數洞頭機械密封的固有頻率都遠高于正常的操作轉速,對于金屬波紋管型洞頭機械密封,要特別注意避(bi)免軸(zhou)向(xiang)共振(zhen)(zhen),異常振(zhen)(zhen)動會(hui)加劇波紋管(guan)疲勞(lao)斷裂。如泵軸(zhou)上軸(zhou)承(cheng)的軸(zhou)向(xiang)游隙調整不(bu)當就容易出現這現象。
另外根據密(mi)(mi)封環材料的(de)不同,特別是當采(cai)用(yong)碳化(hua)鎢類高密(mi)(mi)度(du)材料時(shi),更(geng)應(ying)注意共(gong)振問題。因此,當支承在彈性元件的(de)密(mi)(mi)封環需(xu)要采(cai)用(yong)硬質材料時(shi),條件允許情況(kuang)下(xia)一(yi)般(ban)都選用(yong)密(mi)(mi)度(du)相對較低的(de)碳化(hua)硅(gui)、陶瓷等材料。
2.在正(zheng)常及(ji)擾動條件(jian)下產生的(de)振動
泵運行時,其轉子及洞頭機械密封會(hui)(hui)(hui)受到液力振動(dong)影響,當流量發(fa)生變化(hua)時,葉輪(lun)入(ru)口處(chu)液體會(hui)(hui)(hui)產生波動(dong),若不是在最佳效率下運行,葉輪(lun)入(ru)口及擴壓(ya)管處(chu)的流體壓(ya)頭(tou)會(hui)(hui)(hui)增大。低于或(huo)高(gao)于最佳效率點的流量時,或(huo)輸送介質無(wu)法達到泵的氣(qi)蝕余(yu)量時,都可能產生氣(qi)蝕現(xian)象,則密封(feng)激振就(jiu)更(geng)明(ming)顯。另外,入(ru)口處(chu)介質的流動(dong)還會(hui)(hui)(hui)受到泵內介質自(zi)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,防止介質在洞頭機械密封的(de)表面(mian)氣蝕產生激振。
3.溫度及壓力(li)變化使泵變形而產生(sheng)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,引起洞頭機械密封振動。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。由于洞頭機械密封的一側固定在(zai)殼體上(shang),而(er)另一端(duan)固定在(zai)轉(zhuan)軸(zhou)上(shang),所以必須有(you)吸收(shou)這兩種不同振動的能力。
壓力也能使泵體變形,從而多洞頭機械密封產生干擾。當密封(feng)腔內壓力發(fa)生變(bian)化時,作用(yong)在密封(feng)端面上的載(zai)荷(he)也會隨(sui)之發(fa)生變(bian)化,從而產生突(tu)變(bian)載(zai)荷(he)引起振動。
4.制造(zao)安裝原因產生的(de)振動
密(mi)(mi)封(feng)端(duan)(duan)面(mian)粗糙度過(guo)大,不(bu)能保(bao)證(zheng)很好(hao)的(de)(de)貼合性,密(mi)(mi)封(feng)的(de)(de)穩定性就會(hui)受到影(ying)響,影(ying)響程度不(bu)僅取(qu)決于(yu)密(mi)(mi)封(feng)的(de)(de)具體結(jie)構,而且取(qu)決于(yu)密(mi)(mi)封(feng)運(yun)行(xing)參數。密(mi)(mi)封(feng)每旋轉一(yi)周(zhou)其補償(chang)環都要(yao)作(zuo)相應的(de)(de)運(yun)行(xing),從而保(bao)證(zheng)密(mi)(mi)封(feng)端(duan)(duan)面(mian)的(de)(de)貼合性。對(dui)于(yu)滑動輔助密(mi)(mi)封(feng)件,如(ru)O形圈或(huo)楔形環,密(mi)(mi)封(feng)面(mian)上的(de)(de)載荷(he)(he)(he)沿圓(yuan)周(zhou)變化,應盡量防止不(bu)受載荷(he)(he)(he)的(de)(de)一(yi)側發生泄漏(lou),受載荷(he)(he)(he)的(de)(de)一(yi)側出(chu)現過(guo)度磨(mo)損(sun)的(de)(de)現象。泄漏(lou)會(hui)使流體的(de)(de)雜(za)粒滲到端(duan)(duan)面(mian)液(ye)膜中,從而加速密(mi)(mi)封(feng)端(duan)(duan)面(mian)磨(mo)損(sun)。
密(mi)封件在(zai)加工過程中,一般不(bu)能用機械方法加以平(ping)(ping)(ping)衡。在(zai)設計中要盡量(liang)減(jian)少不(bu)平(ping)(ping)(ping)衡因(yin)素,如單彈簧就(jiu)會造成不(bu)平(ping)(ping)(ping)衡,特別是(shi)在(zai)制造粗糙的動(dong)環或向(xiang)密(mi)封件傳遞的動(dong)力具有(you)“尾隨脈沖”情況時,更(geng)應(ying)注(zhu)意(yi)不(bu)平(ping)(ping)(ping)衡問(wen)題。
在采用(yong)內裝(zhuang)式(shi)機(ji)械(xie)密(mi)封(feng)時,作(zuo)用(yong)在密(mi)封(feng)上(shang)的(de)(de)(de)沖擊力常常是由泵(beng)送介質(zhi)的(de)(de)(de)自(zi)(zi)(zi)循環(huan)(huan)造成(cheng)的(de)(de)(de)。為確(que)保密(mi)封(feng)性能,自(zi)(zi)(zi)循環(huan)(huan)液體應從(cong)兩密(mi)封(feng)端(duan)(duan)的(de)(de)(de)外側(ce)通過。若(ruo)流量(liang)過大,則作(zuo)用(yong)在密(mi)封(feng)環(huan)(huan)上(shang)的(de)(de)(de)沖擊力可能會(hui)使(shi)密(mi)封(feng)端(duan)(duan)錯位,其(qi)后果(guo)自(zi)(zi)(zi)然是振(zhen)動。
為(wei)減輕(qing)振動的(de)(de)(de)(de)影(ying)響,可以使(shi)自循環(huan)流體,由(you)切向(xiang)入口(kou);如有可能(neng),循環(huan)流量(liang)可以通(tong)過密封(feng)腔(qiang)內襯套的(de)(de)(de)(de)配合間(jian)隙加以控(kong)制,或者將密封(feng)腔(qiang)內的(de)(de)(de)(de)吸入管和排出管反接,使(shi)流向(xiang)改變而形成逆循環(huan)。后(hou)一種方法常在(zai)立式泵中采(cai)用,因為(wei)它(ta)同時解決(jue)了密封(feng)腔(qiang)上部的(de)(de)(de)(de)排氣問題;但是(shi),這常被人們(men)所忽視(shi),甚至在(zai)臥式泵的(de)(de)(de)(de)設計中,密封(feng)腔(qiang)內由(you)于逆循環(huan)產生(sheng)的(de)(de)(de)(de)壓(ya)差而會(hui)顯著(zhu)改善密封(feng)效(xiao)果。