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發布時間:2022-01-04 11:25:56 人氣:118953 來源:
1.泵自身構體引起的振動
離心泵(beng)是(shi)由軸(zhou)(zhou)、軸(zhou)(zhou)承及安(an)裝(zhuang)在軸(zhou)(zhou)上(shang)的(de)葉輪,驅動(dong)(dong)裝(zhuang)置(zhi)(如電機、汽輪機、燃氣(qi)輪機驅動(dong)(dong)等)構成的(de)。泵(beng)軸(zhou)(zhou)振(zhen)動(dong)(dong)、轉子不(bu)平(ping)衡、驅動(dong)(dong)軸(zhou)(zhou)不(bu)同心、軸(zhou)(zhou)承缺陷(xian)、葉片(pian)及軸(zhou)(zhou)上(shang)其他(ta)部(bu)件松(song)動(dong)(dong)等,都(dou)有可能引起(qi)振(zhen)動(dong)(dong)。使(shi)用振(zhen)動(dong)(dong)監測(ce)裝(zhuang)置(zhi)可以測(ce)得(de)單個振(zhen)動(dong)(dong)頻率,用于分析這些振(zhen)源類型。
裝在泵軸上的貢嘎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貢嘎機械密封中(zhong)的(de)彈(dan)(dan)性元件(jian)固有頻率(lv)相同,就可(ke)造成摩擦(ca)副磨(mo)損加快或(huo)(huo)疲勞(lao)損傷。當然,這種損傷還有其(qi)他因素。所以在(zai)設計(ji)或(huo)(huo)選型(xing)時,必須保證可(ke)預測的(de)共振頻率(lv)不(bu)要與激勵頻率(lv)重合,應(ying)(ying)采(cai)取可(ke)靠(kao)減(jian)振措施,設計(ji)的(de)臨界轉(zhuan)速(su)不(bu)能(neng)與工作轉(zhuan)速(su)相距太近;在(zai)操作溫度(du)下,將安裝誤(wu)差減(jian)至(zhi)最(zui)小,因為這些誤(wu)差會(hui)導致(zhi)密封(feng)彈(dan)(dan)性裝置的(de)位移(yi);轉(zhuan)子要充分平衡;垂(chui)直安裝軸(zhou)上的(de)軸(zhou)承,其(qi)承受的(de)載荷應(ying)(ying)使滾動件(jian)打滑(hua)的(de)可(ke)能(neng)性減(jian)至(zhi)最(zui)小。
需要說明的是:
(1)貢嘎機械密封的彈性元件(包括單彈簧和多彈簧),彈簧本身(shen)可承受大(da)部分振(zhen)動(dong)載(zai)荷,輔(fu)助密封(feng)也有一定減(jian)振(zhen)效(xiao)果,如楔(xie)形環、O形圈、膨脹石墨(mo)等(deng);
(2)對于支承(cheng)在彈簧上的質量(liang)較小的密封,如石墨密封環(huan)的結構,其固有頻率相對較大;
(3)支承在低(di)(di)彈(dan)性彈(dan)簧上的質量較(jiao)大的密封,其(qi)固有頻率相(xiang)對較(jiao)小,且腔體內壓力較(jiao)低(di)(di)情況下出(chu)現共振可能性較(jiao)小,金屬波紋管型密封根據不同的強度(du)設計,其(qi)彈(dan)性有高有低(di)(di);
(4)由于沒有(you)滑動的輔(fu)助密封(feng),所以依靠密封(feng)端面上的液(ye)膜(mo)或(huo)液(ye)體(ti)減振,當然也(ye)可以設計(ji)帶滑動的輔(fu)助密封(feng),提(ti)高它的穩定性(xing)和(he)剛性(xing);
(5)大多數貢嘎機械密封的固有頻率都遠高于正常的操作轉速,對于金屬波紋管型貢嘎機械密封,要特別(bie)注意避免軸向共振,異常振動會加劇波紋管疲勞斷裂。如(ru)泵(beng)軸上軸承的軸向游隙調整不(bu)當就容易出現這現象。
另外(wai)根據密(mi)封(feng)環材(cai)料(liao)(liao)的(de)不(bu)同(tong),特別是(shi)當采(cai)(cai)用碳化鎢(wu)類(lei)高(gao)密(mi)度材(cai)料(liao)(liao)時(shi),更(geng)應注意共振問題。因(yin)此,當支承(cheng)在彈性元件的(de)密(mi)封(feng)環需要采(cai)(cai)用硬質材(cai)料(liao)(liao)時(shi),條件允(yun)許情況下(xia)一般都選(xuan)用密(mi)度相對較(jiao)低的(de)碳化硅(gui)、陶瓷等材(cai)料(liao)(liao)。
2.在正常及擾(rao)動條件下產生的振動
泵運行時,其轉子及貢嘎機械密封會(hui)受到(dao)液力振(zhen)動影響,當流量(liang)發(fa)生變化時(shi),葉輪(lun)(lun)入(ru)口處(chu)(chu)液體(ti)會(hui)產(chan)生波動,若不是(shi)在最佳效(xiao)(xiao)率下運行,葉輪(lun)(lun)入(ru)口及擴(kuo)壓管(guan)處(chu)(chu)的流體(ti)壓頭會(hui)增(zeng)大(da)。低于或高于最佳效(xiao)(xiao)率點的流量(liang)時(shi),或輸送(song)介質(zhi)無(wu)法達到(dao)泵(beng)的氣蝕(shi)余量(liang)時(shi),都可(ke)能產(chan)生氣蝕(shi)現象(xiang),則密(mi)封激振(zhen)就更明顯。另外,入(ru)口處(chu)(chu)介質(zhi)的流動還會(hui)受到(dao)泵(beng)內(nei)介質(zhi)自循(xun)環的干(gan)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,防止介質在貢嘎機械密封的表面(mian)氣蝕產生(sheng)激振(zhen)。
3.溫(wen)度及壓力變化使泵變形(xing)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,引起貢嘎機械密封振動。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。由于貢嘎機械密封的一側固(gu)定在殼(ke)體上,而另一端固(gu)定在轉(zhuan)軸(zhou)上,所以必(bi)須(xu)有吸收這兩種不(bu)同振動的能(neng)力(li)。
壓力也能使泵體變形,從而多貢嘎機械密封產(chan)生干擾。當密封(feng)腔(qiang)內(nei)壓力發(fa)生變(bian)化時,作(zuo)用在密封(feng)端面(mian)上的載荷也會隨之發(fa)生變(bian)化,從而(er)產(chan)生突變(bian)載荷引起(qi)振動(dong)。
4.制造(zao)安裝(zhuang)原因(yin)產生的振動
密(mi)(mi)封(feng)端面(mian)(mian)粗糙度過大(da),不能保證很好的(de)(de)(de)貼合(he)性(xing),密(mi)(mi)封(feng)的(de)(de)(de)穩(wen)定性(xing)就會(hui)受到影響,影響程(cheng)度不僅取決于密(mi)(mi)封(feng)的(de)(de)(de)具(ju)體(ti)結構,而且取決于密(mi)(mi)封(feng)運(yun)行參(can)數(shu)。密(mi)(mi)封(feng)每旋(xuan)轉一(yi)周(zhou)其補償環都要作相應(ying)的(de)(de)(de)運(yun)行,從而保證密(mi)(mi)封(feng)端面(mian)(mian)的(de)(de)(de)貼合(he)性(xing)。對于滑動輔助密(mi)(mi)封(feng)件,如O形圈(quan)或楔形環,密(mi)(mi)封(feng)面(mian)(mian)上(shang)的(de)(de)(de)載(zai)荷沿圓周(zhou)變化,應(ying)盡(jin)量防(fang)止(zhi)不受載(zai)荷的(de)(de)(de)一(yi)側發生(sheng)泄漏(lou),受載(zai)荷的(de)(de)(de)一(yi)側出現過度磨損的(de)(de)(de)現象。泄漏(lou)會(hui)使流(liu)體(ti)的(de)(de)(de)雜粒滲到端面(mian)(mian)液膜中,從而加速密(mi)(mi)封(feng)端面(mian)(mian)磨損。
密封件在加工過程中(zhong),一般不能用機械(xie)方法(fa)加以平(ping)衡。在設計(ji)中(zhong)要盡量(liang)減少不平(ping)衡因素,如單彈簧就(jiu)會(hui)造(zao)成不平(ping)衡,特別是在制造(zao)粗糙的動環或(huo)向密封件傳(chuan)遞的動力具有“尾(wei)隨脈沖”情況(kuang)時,更(geng)應注(zhu)意不平(ping)衡問題(ti)。
在(zai)采用(yong)(yong)內裝式機械密(mi)封(feng)(feng)時,作用(yong)(yong)在(zai)密(mi)封(feng)(feng)上的(de)沖(chong)擊(ji)力常常是(shi)由(you)泵送(song)介(jie)質的(de)自循環造成的(de)。為確保密(mi)封(feng)(feng)性能,自循環液體應從兩密(mi)封(feng)(feng)端的(de)外(wai)側通過。若(ruo)流量過大,則作用(yong)(yong)在(zai)密(mi)封(feng)(feng)環上的(de)沖(chong)擊(ji)力可能會使密(mi)封(feng)(feng)端錯位(wei),其(qi)后果(guo)自然是(shi)振動。
為減(jian)輕振(zhen)動(dong)的(de)影響,可以(yi)(yi)使(shi)自(zi)循(xun)環流體,由切(qie)向入口;如(ru)有可能(neng),循(xun)環流量(liang)可以(yi)(yi)通過密封腔(qiang)(qiang)內襯套的(de)配合(he)間隙加以(yi)(yi)控(kong)制(zhi),或者將密封腔(qiang)(qiang)內的(de)吸入管和排出管反(fan)接,使(shi)流向改變而形成逆循(xun)環。后一(yi)種方法常(chang)在立式泵中(zhong)采用,因為它(ta)同時解決了密封腔(qiang)(qiang)上部的(de)排氣問題(ti);但(dan)是,這常(chang)被人們(men)所忽視,甚至在臥(wo)式泵的(de)設計中(zhong),密封腔(qiang)(qiang)內由于逆循(xun)環產生的(de)壓差(cha)而會顯著(zhu)改善密封效果。