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發布(bu)時間:2022-01-04 11:25:56 人氣:119005 來源:
1.泵(beng)自(zi)身構體引起的振動
離心(xin)泵(beng)是由軸、軸承及(ji)安裝在軸上(shang)的(de)(de)葉輪,驅動裝置(如電機(ji)、汽輪機(ji)、燃(ran)氣(qi)輪機(ji)驅動等(deng)(deng))構(gou)成的(de)(de)。泵(beng)軸振(zhen)(zhen)動、轉子不(bu)平(ping)衡、驅動軸不(bu)同心(xin)、軸承缺陷、葉片及(ji)軸上(shang)其(qi)他部件松動等(deng)(deng),都有(you)可能引起振(zhen)(zhen)動。使用振(zhen)(zhen)動監測裝置可以(yi)測得單個振(zhen)(zhen)動頻(pin)率,用于分析(xi)這些振(zhen)(zhen)源類(lei)型。
裝在泵軸上的河曲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河曲機械密封中的(de)彈性元件(jian)(jian)固有頻率相(xiang)同,就可(ke)造成摩擦副(fu)磨損(sun)(sun)加快或(huo)疲勞損(sun)(sun)傷。當然,這種(zhong)損(sun)(sun)傷還有其(qi)他(ta)因素。所以在設(she)計(ji)或(huo)選型時,必須保證可(ke)預測的(de)共(gong)振(zhen)頻率不要與(yu)激勵頻率重合(he),應采(cai)取可(ke)靠減振(zhen)措(cuo)施,設(she)計(ji)的(de)臨界轉(zhuan)速不能(neng)(neng)與(yu)工作轉(zhuan)速相(xiang)距太近;在操作溫度下,將安(an)裝(zhuang)誤差(cha)減至最小(xiao),因為(wei)這些誤差(cha)會導致密(mi)封彈性裝(zhuang)置的(de)位移;轉(zhuan)子要充(chong)分平衡;垂直(zhi)安(an)裝(zhuang)軸上(shang)的(de)軸承,其(qi)承受的(de)載荷(he)應使(shi)滾動(dong)件(jian)(jian)打滑的(de)可(ke)能(neng)(neng)性減至最小(xiao)。
需要說明的是:
(1)河曲機械密封的彈(dan)性(xing)元(yuan)件(jian)(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(zhen)動(dong)載荷(he),輔(fu)助密封也(ye)有一定減振(zhen)效果,如(ru)楔形環、O形圈(quan)、膨脹石墨等;
(2)對(dui)于支承在(zai)彈簧上的質量較(jiao)小的密封,如石墨密封環的結構(gou),其固有(you)頻率相(xiang)對(dui)較(jiao)大;
(3)支承在低(di)彈(dan)性(xing)(xing)彈(dan)簧上的質量較(jiao)大(da)的密(mi)(mi)封(feng),其固有頻率(lv)相對較(jiao)小(xiao),且腔體內壓力較(jiao)低(di)情況(kuang)下(xia)出現共(gong)振可能性(xing)(xing)較(jiao)小(xiao),金屬波紋(wen)管型密(mi)(mi)封(feng)根據不同的強度(du)設計,其彈(dan)性(xing)(xing)有高有低(di);
(4)由于沒(mei)有(you)滑動的(de)(de)(de)輔助(zhu)密封(feng),所以依靠(kao)密封(feng)端面上的(de)(de)(de)液膜或液體(ti)減振(zhen),當(dang)然也可以設計帶(dai)滑動的(de)(de)(de)輔助(zhu)密封(feng),提高它的(de)(de)(de)穩定(ding)性(xing)和剛性(xing);
(5)大多數河曲機械密封的固有頻率都遠高于正常的操作轉速,對于金屬波紋管型河曲機械密封,要特(te)別(bie)注意(yi)避免軸(zhou)(zhou)向(xiang)共振,異常振動會加(jia)劇波(bo)紋(wen)管(guan)疲勞斷裂。如泵軸(zhou)(zhou)上軸(zhou)(zhou)承的軸(zhou)(zhou)向(xiang)游(you)隙調(diao)整不當就容易出現(xian)這現(xian)象。
另外根(gen)據(ju)密(mi)封(feng)環(huan)材料(liao)的不同(tong),特別是當采用碳(tan)化(hua)鎢類高密(mi)度(du)(du)材料(liao)時(shi),更應注意共振問題。因(yin)此,當支(zhi)承在彈性元件(jian)的密(mi)封(feng)環(huan)需(xu)要采用硬質(zhi)材料(liao)時(shi),條件(jian)允(yun)許情況下一般都選用密(mi)度(du)(du)相對較低的碳(tan)化(hua)硅、陶瓷等材料(liao)。
2.在(zai)正常及擾動條件(jian)下產生的振動
泵運行時,其轉子及河曲機械密封會受到(dao)液(ye)力振(zhen)動影響,當流(liu)量發生變化時,葉輪入(ru)口(kou)處(chu)(chu)液(ye)體(ti)(ti)會產(chan)生波(bo)動,若不(bu)是(shi)在最佳效率(lv)下運行,葉輪入(ru)口(kou)及擴壓管處(chu)(chu)的流(liu)體(ti)(ti)壓頭會增(zeng)大。低于(yu)或高于(yu)最佳效率(lv)點的流(liu)量時,或輸送介質無法(fa)達(da)到(dao)泵(beng)的氣蝕(shi)余量時,都可能(neng)產(chan)生氣蝕(shi)現象,則(ze)密封激振(zhen)就更(geng)明顯。另外,入(ru)口(kou)處(chu)(chu)介質的流(liu)動還會受到(dao)泵(beng)內介質自循環的干(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,防止介質在河曲機械密封的表面氣(qi)蝕產生(sheng)激(ji)振。
3.溫(wen)度及(ji)壓(ya)力(li)變化(hua)使泵變形而產生的振動
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,引起河曲機械密封振動。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。由于河曲機械密封的一側(ce)固(gu)定在殼體上(shang),而另一端固(gu)定在轉(zhuan)軸上(shang),所以必(bi)須有吸收(shou)這(zhe)兩(liang)種不同振動的能力。
壓力也能使泵體變形,從而多河曲機械密封產生(sheng)干(gan)擾(rao)。當密(mi)封腔內壓力發生(sheng)變化時,作用在(zai)密(mi)封端面上的載荷也會(hui)隨之發生(sheng)變化,從而產生(sheng)突變載荷引起振動。
4.制造安(an)裝原因產生的振動
密(mi)(mi)封(feng)(feng)端面(mian)(mian)粗糙度過大,不(bu)能保證很(hen)好(hao)的(de)(de)(de)貼合性,密(mi)(mi)封(feng)(feng)的(de)(de)(de)穩定性就會受(shou)到影(ying)響,影(ying)響程度不(bu)僅取(qu)決于(yu)密(mi)(mi)封(feng)(feng)的(de)(de)(de)具體結構(gou),而(er)且取(qu)決于(yu)密(mi)(mi)封(feng)(feng)運行參數。密(mi)(mi)封(feng)(feng)每旋轉一周其補償(chang)環都要作相應的(de)(de)(de)運行,從而(er)保證密(mi)(mi)封(feng)(feng)端面(mian)(mian)的(de)(de)(de)貼合性。對于(yu)滑動輔助密(mi)(mi)封(feng)(feng)件(jian),如O形圈或楔形環,密(mi)(mi)封(feng)(feng)面(mian)(mian)上的(de)(de)(de)載(zai)荷(he)沿圓周變化(hua),應盡量防(fang)止不(bu)受(shou)載(zai)荷(he)的(de)(de)(de)一側發(fa)生泄(xie)漏,受(shou)載(zai)荷(he)的(de)(de)(de)一側出現過度磨損的(de)(de)(de)現象。泄(xie)漏會使流體的(de)(de)(de)雜(za)粒滲到端面(mian)(mian)液膜中,從而(er)加速密(mi)(mi)封(feng)(feng)端面(mian)(mian)磨損。
密封(feng)件在(zai)(zai)(zai)加工過程中,一(yi)般不(bu)能用機械方法(fa)加以平(ping)(ping)(ping)衡。在(zai)(zai)(zai)設計(ji)中要盡量(liang)減少不(bu)平(ping)(ping)(ping)衡因(yin)素,如單彈(dan)簧就會造成不(bu)平(ping)(ping)(ping)衡,特別(bie)是在(zai)(zai)(zai)制(zhi)造粗糙的動環或向密封(feng)件傳遞的動力(li)具有“尾隨脈沖”情況(kuang)時,更(geng)應注意不(bu)平(ping)(ping)(ping)衡問題。
在采用(yong)內裝式機械密(mi)封(feng)(feng)時,作用(yong)在密(mi)封(feng)(feng)上的(de)沖擊(ji)(ji)力(li)常常是由泵送介質的(de)自(zi)(zi)(zi)循環造成(cheng)的(de)。為確(que)保密(mi)封(feng)(feng)性能,自(zi)(zi)(zi)循環液體應從兩(liang)密(mi)封(feng)(feng)端的(de)外側通(tong)過。若流量過大,則作用(yong)在密(mi)封(feng)(feng)環上的(de)沖擊(ji)(ji)力(li)可能會使密(mi)封(feng)(feng)端錯(cuo)位(wei),其(qi)后果自(zi)(zi)(zi)然是振(zhen)動。
為(wei)減輕振動的(de)影響,可以使自循(xun)環流體,由(you)切(qie)向入口;如有可能,循(xun)環流量可以通過密(mi)(mi)封(feng)(feng)(feng)腔(qiang)內襯套的(de)配(pei)合間隙加以控制,或者將密(mi)(mi)封(feng)(feng)(feng)腔(qiang)內的(de)吸(xi)入管和(he)排(pai)出管反接,使流向改變而(er)形成逆循(xun)環。后一種方法常在(zai)(zai)立式泵中(zhong)采用,因為(wei)它同時解決了密(mi)(mi)封(feng)(feng)(feng)腔(qiang)上部的(de)排(pai)氣問題;但(dan)是(shi),這(zhe)常被(bei)人們所(suo)忽視,甚至在(zai)(zai)臥式泵的(de)設計中(zhong),密(mi)(mi)封(feng)(feng)(feng)腔(qiang)內由(you)于逆循(xun)環產(chan)生的(de)壓差而(er)會(hui)顯著改善(shan)密(mi)(mi)封(feng)(feng)(feng)效果(guo)。