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發布時間:2022-01-04 11:25:56 人氣:125670 來(lai)源:
1.泵自身構(gou)體引(yin)起的振(zhen)動
離心泵是由(you)軸、軸承及安裝(zhuang)在軸上的(de)葉(xie)輪,驅動(dong)裝(zhuang)置(zhi)(如電(dian)機、汽輪機、燃氣輪機驅動(dong)等)構成的(de)。泵軸振動(dong)、轉子不平衡、驅動(dong)軸不同(tong)心、軸承缺陷、葉(xie)片及軸上其他部(bu)件松動(dong)等,都(dou)有可(ke)能(neng)引起振動(dong)。使(shi)用(yong)振動(dong)監(jian)測裝(zhuang)置(zhi)可(ke)以測得單個振動(dong)頻率,用(yong)于分(fen)析這些振源類型(xing)。
裝在泵軸上的黑水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黑水機械密封中的(de)彈性元件固有(you)(you)頻率相同,就(jiu)可(ke)造成摩擦副(fu)磨損加快或疲勞損傷。當然(ran),這種損傷還有(you)(you)其他因素。所以在設(she)計或選(xuan)型時(shi),必須(xu)保(bao)證可(ke)預測的(de)共振頻率不(bu)要與(yu)激勵頻率重合,應(ying)采(cai)取可(ke)靠減振措(cuo)施,設(she)計的(de)臨界轉(zhuan)速(su)不(bu)能與(yu)工作(zuo)轉(zhuan)速(su)相距太(tai)近;在操作(zuo)溫度下,將安裝誤差(cha)減至最(zui)小,因為這些(xie)誤差(cha)會導(dao)致密封彈性裝置的(de)位移;轉(zhuan)子(zi)要充分平衡(heng);垂直(zhi)安裝軸上的(de)軸承,其承受的(de)載荷應(ying)使滾動件打(da)滑的(de)可(ke)能性減至最(zui)小。
需要說明的是:
(1)黑水機械密封的彈性元件(包括單彈簧和多彈簧),彈簧本身可承受大部分振動載荷,輔助密(mi)封也有(you)一定減(jian)振效果,如楔形環、O形圈(quan)、膨脹石墨等;
(2)對于支承在彈簧上的質(zhi)量較小的密封(feng),如石墨密封(feng)環的結構,其固有(you)頻率相對較大;
(3)支(zhi)承在低彈性(xing)彈簧上的(de)質量較(jiao)大的(de)密封,其(qi)固有頻率相對較(jiao)小,且(qie)腔體內壓力(li)較(jiao)低情況下出現共振可能(neng)性(xing)較(jiao)小,金(jin)屬波紋管(guan)型密封根據不同(tong)的(de)強度(du)設計,其(qi)彈性(xing)有高有低;
(4)由于沒有滑動(dong)的(de)輔助密封,所(suo)以(yi)依靠密封端面上的(de)液膜或液體減振,當然(ran)也(ye)可以(yi)設計(ji)帶(dai)滑動(dong)的(de)輔助密封,提高它的(de)穩(wen)定性和(he)剛性;
(5)大多數黑水機械密封的固有頻率都遠高于正常的操作轉速,對于金屬波紋管型黑水機械密封,要特別注意避免軸(zhou)向共振(zhen),異常(chang)振(zhen)動會加劇波紋管疲(pi)勞斷裂。如泵軸(zhou)上(shang)軸(zhou)承(cheng)的軸(zhou)向游隙調(diao)整不當就容(rong)易出現(xian)這現(xian)象。
另外根據(ju)密(mi)封環材(cai)(cai)料(liao)的(de)(de)不同,特別是當(dang)采(cai)用碳化鎢類高密(mi)度材(cai)(cai)料(liao)時,更應注意共振問題。因此(ci),當(dang)支承在彈性元件(jian)的(de)(de)密(mi)封環需要采(cai)用硬質材(cai)(cai)料(liao)時,條件(jian)允許情況下一般都(dou)選用密(mi)度相對較低的(de)(de)碳化硅、陶瓷等(deng)材(cai)(cai)料(liao)。
2.在(zai)正常及擾動條件(jian)下產生(sheng)的(de)振動
泵運行時,其轉子及黑水機械密封會(hui)受(shou)到(dao)(dao)液力振動影(ying)響,當(dang)流(liu)量(liang)發(fa)生變(bian)化時(shi),葉(xie)輪入(ru)(ru)口處液體(ti)會(hui)產生波(bo)動,若(ruo)不是在最佳(jia)效率下運行,葉(xie)輪入(ru)(ru)口及擴壓(ya)管處的(de)(de)(de)流(liu)體(ti)壓(ya)頭會(hui)增(zeng)大。低于或高于最佳(jia)效率點的(de)(de)(de)流(liu)量(liang)時(shi),或輸送介(jie)質無(wu)法達(da)到(dao)(dao)泵(beng)的(de)(de)(de)氣蝕(shi)余量(liang)時(shi),都可能(neng)產生氣蝕(shi)現象,則(ze)密封激振就更明顯。另外,入(ru)(ru)口處介(jie)質的(de)(de)(de)流(liu)動還會(hui)受(shou)到(dao)(dao)泵(beng)內介(jie)質自循環的(de)(de)(de)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,防止介質在黑水機械密封的表(biao)面氣蝕產生激振(zhen)。
3.溫度(du)及(ji)壓(ya)力變化(hua)使(shi)泵變形而產(chan)生(sheng)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,引起黑水機械密封振動。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。由于黑水機械密封的一側固定在(zai)殼(ke)體上,而另一端(duan)固定在(zai)轉(zhuan)軸上,所以必須(xu)有吸收這兩(liang)種不(bu)同振動(dong)的能力。
壓力也能使泵體變形,從而多黑水機械密封產(chan)生干擾(rao)。當密(mi)封腔(qiang)內壓力(li)發生變化(hua)時,作用在密(mi)封端(duan)面上的載荷(he)也(ye)會(hui)隨之發生變化(hua),從而產(chan)生突變載荷(he)引起振(zhen)動。
4.制造安裝原(yuan)因產(chan)生的振動
密(mi)(mi)封(feng)端(duan)面粗(cu)糙度(du)(du)過(guo)大,不(bu)能保證很好的(de)(de)(de)貼合性(xing),密(mi)(mi)封(feng)的(de)(de)(de)穩定性(xing)就會受到影響(xiang),影響(xiang)程度(du)(du)不(bu)僅取(qu)決于密(mi)(mi)封(feng)的(de)(de)(de)具體結(jie)構,而(er)且取(qu)決于密(mi)(mi)封(feng)運行參數。密(mi)(mi)封(feng)每旋轉一(yi)周其補償環都要作相應(ying)的(de)(de)(de)運行,從(cong)而(er)保證密(mi)(mi)封(feng)端(duan)面的(de)(de)(de)貼合性(xing)。對(dui)于滑(hua)動(dong)輔助密(mi)(mi)封(feng)件,如O形圈(quan)或楔形環,密(mi)(mi)封(feng)面上(shang)的(de)(de)(de)載(zai)(zai)荷(he)(he)(he)沿圓周變(bian)化,應(ying)盡量防(fang)止不(bu)受載(zai)(zai)荷(he)(he)(he)的(de)(de)(de)一(yi)側發生泄漏(lou),受載(zai)(zai)荷(he)(he)(he)的(de)(de)(de)一(yi)側出現過(guo)度(du)(du)磨(mo)(mo)損的(de)(de)(de)現象。泄漏(lou)會使流體的(de)(de)(de)雜粒滲到端(duan)面液膜中,從(cong)而(er)加速密(mi)(mi)封(feng)端(duan)面磨(mo)(mo)損。
密封(feng)件在加(jia)工過(guo)程中(zhong),一般不能用(yong)機械方法加(jia)以平衡。在設(she)計中(zhong)要盡(jin)量(liang)減少不平衡因素(su),如單(dan)彈(dan)簧(huang)就會造成不平衡,特別是在制造粗糙的(de)動環或(huo)向密封(feng)件傳遞的(de)動力具有“尾隨脈(mo)沖”情況(kuang)時,更(geng)應(ying)注意不平衡問題。
在采用內裝式機械(xie)密封(feng)時,作用在密封(feng)上的(de)(de)(de)沖擊(ji)力常(chang)(chang)常(chang)(chang)是(shi)由泵送介(jie)質的(de)(de)(de)自(zi)循環造成的(de)(de)(de)。為確保密封(feng)性(xing)能(neng),自(zi)循環液(ye)體應從兩密封(feng)端的(de)(de)(de)外(wai)側通過(guo)。若流(liu)量(liang)過(guo)大,則作用在密封(feng)環上的(de)(de)(de)沖擊(ji)力可能(neng)會(hui)使密封(feng)端錯位,其后果自(zi)然是(shi)振動。
為減(jian)輕振動(dong)的(de)(de)影(ying)響,可(ke)以(yi)使自循環流(liu)體,由(you)切向入(ru)口;如有可(ke)能,循環流(liu)量可(ke)以(yi)通過密封(feng)腔(qiang)內(nei)襯套(tao)的(de)(de)配合(he)間隙加以(yi)控制,或者將密封(feng)腔(qiang)內(nei)的(de)(de)吸入(ru)管和排出管反接,使流(liu)向改變而形(xing)成逆(ni)循環。后(hou)一種(zhong)方法(fa)常(chang)在立(li)式泵中采用(yong),因(yin)為它(ta)同時解決了密封(feng)腔(qiang)上(shang)部的(de)(de)排氣問題;但是,這(zhe)常(chang)被(bei)人們所忽(hu)視,甚至(zhi)在臥式泵的(de)(de)設計中,密封(feng)腔(qiang)內(nei)由(you)于逆(ni)循環產生的(de)(de)壓差而會顯著改善密封(feng)效果。