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發(fa)布(bu)時(shi)間(jian):2022-01-04 11:25:56 人(ren)氣:119191 來源:
1.泵自(zi)身構體引起的(de)振動
離(li)心(xin)泵(beng)是(shi)由(you)軸(zhou)(zhou)(zhou)、軸(zhou)(zhou)(zhou)承及(ji)安裝(zhuang)(zhuang)在軸(zhou)(zhou)(zhou)上的葉輪(lun),驅(qu)動(dong)(dong)裝(zhuang)(zhuang)置(如電機、汽輪(lun)機、燃(ran)氣輪(lun)機驅(qu)動(dong)(dong)等(deng))構成的。泵(beng)軸(zhou)(zhou)(zhou)振(zhen)(zhen)動(dong)(dong)、轉(zhuan)子不平(ping)衡、驅(qu)動(dong)(dong)軸(zhou)(zhou)(zhou)不同心(xin)、軸(zhou)(zhou)(zhou)承缺陷、葉片及(ji)軸(zhou)(zhou)(zhou)上其(qi)他(ta)部(bu)件松(song)動(dong)(dong)等(deng),都有(you)可能引起振(zhen)(zhen)動(dong)(dong)。使用(yong)振(zhen)(zhen)動(dong)(dong)監測(ce)裝(zhuang)(zhuang)置可以測(ce)得單個振(zhen)(zhen)動(dong)(dong)頻率(lv),用(yong)于分析這些振(zhen)(zhen)源類型。
裝在泵軸上的合作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合作機械密封中的(de)彈(dan)性元件(jian)固有(you)頻率相同,就可(ke)(ke)造成摩擦副磨(mo)損加快(kuai)或(huo)疲勞損傷。當然,這種損傷還有(you)其(qi)(qi)他因素。所(suo)以在設(she)計或(huo)選型時,必(bi)須(xu)保證可(ke)(ke)預測的(de)共振頻率不(bu)要(yao)與激勵頻率重合,應采取可(ke)(ke)靠(kao)減振措施,設(she)計的(de)臨界(jie)轉(zhuan)速(su)不(bu)能與工作(zuo)轉(zhuan)速(su)相距(ju)太(tai)近;在操作(zuo)溫度下,將安(an)裝(zhuang)誤差減至(zhi)最(zui)小,因為(wei)這些誤差會導致密封彈(dan)性裝(zhuang)置的(de)位移;轉(zhuan)子要(yao)充分平衡;垂直安(an)裝(zhuang)軸上的(de)軸承,其(qi)(qi)承受的(de)載(zai)荷應使滾(gun)動件(jian)打(da)滑(hua)的(de)可(ke)(ke)能性減至(zhi)最(zui)小。
需要說明的是:
(1)合作機械密封的彈(dan)(dan)性元件(包括單彈(dan)(dan)簧(huang)和多彈(dan)(dan)簧(huang)),彈(dan)(dan)簧(huang)本身(shen)可承受大部分(fen)振動載荷,輔(fu)助密(mi)封也有一定(ding)減振效(xiao)果,如楔形(xing)環(huan)、O形(xing)圈、膨(peng)脹石(shi)墨(mo)等;
(2)對(dui)于支承在(zai)彈簧上的質量(liang)較小的密封,如石墨密封環的結(jie)構,其固(gu)有頻(pin)率相對(dui)較大;
(3)支承在低(di)(di)彈性彈簧上的質量較(jiao)大的密(mi)封(feng),其(qi)固(gu)有頻率相對(dui)較(jiao)小,且(qie)腔體內壓力(li)較(jiao)低(di)(di)情況下出現共振可(ke)能性較(jiao)小,金屬波紋管型(xing)密(mi)封(feng)根據(ju)不同的強(qiang)度(du)設計,其(qi)彈性有高有低(di)(di);
(4)由于沒有(you)滑動的(de)輔(fu)助密封,所以依靠密封端面上的(de)液膜或液體減振,當然(ran)也可以設計帶(dai)滑動的(de)輔(fu)助密封,提高它的(de)穩定性和剛性;
(5)大多數合作機械密封的固有頻率都遠高于正常的操作轉速,對于金屬波紋管型合作機械密封,要(yao)特別注意(yi)避免軸(zhou)向共振,異常振動會加劇(ju)波紋管疲勞斷裂。如泵(beng)軸(zhou)上軸(zhou)承的軸(zhou)向游隙(xi)調整不當就容(rong)易出現這現象。
另外根據密(mi)封(feng)環(huan)材料的(de)不同,特別是當采(cai)用(yong)碳(tan)化(hua)鎢(wu)類高密(mi)度(du)材料時(shi),更應注意共振(zhen)問題。因此,當支(zhi)承在彈性元(yuan)件(jian)的(de)密(mi)封(feng)環(huan)需要采(cai)用(yong)硬質(zhi)材料時(shi),條件(jian)允許情況下(xia)一般都選用(yong)密(mi)度(du)相對較低(di)的(de)碳(tan)化(hua)硅、陶瓷等材料。
2.在正常及擾(rao)動條(tiao)件下(xia)產生的振動
泵運行時,其轉子及合作機械密封會受到液力振動(dong)影響(xiang),當流量發生(sheng)變化時(shi),葉(xie)輪(lun)(lun)入口(kou)(kou)處液體(ti)會產生(sheng)波動(dong),若(ruo)不是(shi)在最佳效率下運行,葉(xie)輪(lun)(lun)入口(kou)(kou)及(ji)擴壓管處的流體(ti)壓頭會增大。低于(yu)或高于(yu)最佳效率點的流量時(shi),或輸送(song)介質無法達到泵的氣(qi)蝕余量時(shi),都可能產生(sheng)氣(qi)蝕現象,則密封激(ji)振就更明顯(xian)。另外,入口(kou)(kou)處介質的流動(dong)還會受到泵內介質自循環的干擾。
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,防止介質在合作機械密封的(de)表面氣蝕(shi)產生激(ji)振。
3.溫度及壓(ya)力變(bian)化(hua)使泵變(bian)形而產(chan)生(sheng)的振動(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,引起合作機械密封振動。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。由于合作機械密封的(de)一(yi)側固定(ding)(ding)在殼體上(shang)(shang),而另一(yi)端固定(ding)(ding)在轉軸上(shang)(shang),所(suo)以(yi)必須有吸收(shou)這(zhe)兩種(zhong)不同振動的(de)能(neng)力。
壓力也能使泵體變形,從而多合作機械密封產生干擾。當密封腔內壓力發(fa)生變化時,作(zuo)用在(zai)密封端面上的載(zai)荷(he)也會隨之發(fa)生變化,從而(er)產生突變載(zai)荷(he)引起振動。
4.制造安裝原因產生的振動
密(mi)(mi)封(feng)(feng)(feng)(feng)端(duan)面(mian)(mian)(mian)粗(cu)糙度過(guo)大,不(bu)能保(bao)證(zheng)很好的(de)(de)貼合(he)性(xing),密(mi)(mi)封(feng)(feng)(feng)(feng)的(de)(de)穩定性(xing)就會受(shou)到影響(xiang),影響(xiang)程(cheng)度不(bu)僅取(qu)決于密(mi)(mi)封(feng)(feng)(feng)(feng)的(de)(de)具(ju)體結構,而且取(qu)決于密(mi)(mi)封(feng)(feng)(feng)(feng)運(yun)行參數。密(mi)(mi)封(feng)(feng)(feng)(feng)每旋(xuan)轉一(yi)周其(qi)補償環都要作相應(ying)的(de)(de)運(yun)行,從而保(bao)證(zheng)密(mi)(mi)封(feng)(feng)(feng)(feng)端(duan)面(mian)(mian)(mian)的(de)(de)貼合(he)性(xing)。對于滑動輔助密(mi)(mi)封(feng)(feng)(feng)(feng)件,如O形(xing)圈或楔形(xing)環,密(mi)(mi)封(feng)(feng)(feng)(feng)面(mian)(mian)(mian)上的(de)(de)載荷沿圓周變化,應(ying)盡量防止(zhi)不(bu)受(shou)載荷的(de)(de)一(yi)側發生泄(xie)(xie)漏,受(shou)載荷的(de)(de)一(yi)側出現過(guo)度磨損的(de)(de)現象。泄(xie)(xie)漏會使流體的(de)(de)雜粒滲到端(duan)面(mian)(mian)(mian)液(ye)膜(mo)中,從而加速密(mi)(mi)封(feng)(feng)(feng)(feng)端(duan)面(mian)(mian)(mian)磨損。
密封(feng)件(jian)在(zai)(zai)加(jia)工過(guo)程中,一般不(bu)能用機械方法加(jia)以平(ping)衡。在(zai)(zai)設計中要盡量減少(shao)不(bu)平(ping)衡因素,如單(dan)彈簧(huang)就(jiu)會造(zao)成(cheng)不(bu)平(ping)衡,特別是在(zai)(zai)制造(zao)粗糙的(de)動環或向密封(feng)件(jian)傳遞(di)的(de)動力具有“尾隨(sui)脈沖”情(qing)況時(shi),更應(ying)注(zhu)意不(bu)平(ping)衡問題。
在采用(yong)(yong)內裝式機械(xie)密封(feng)(feng)時,作用(yong)(yong)在密封(feng)(feng)上(shang)的沖(chong)擊(ji)力常常是由泵送介(jie)質的自循(xun)環造成的。為確保密封(feng)(feng)性能,自循(xun)環液體(ti)應從(cong)兩密封(feng)(feng)端(duan)的外(wai)側通過。若(ruo)流量過大,則作用(yong)(yong)在密封(feng)(feng)環上(shang)的沖(chong)擊(ji)力可能會使密封(feng)(feng)端(duan)錯位,其后果自然是振動。
為(wei)減(jian)輕振(zhen)動的(de)影(ying)響,可以使自循環流(liu)體(ti),由切向入(ru)口;如有可能,循環流(liu)量可以通過密封腔內襯套(tao)的(de)配合間隙(xi)加以控制,或者將密封腔內的(de)吸入(ru)管(guan)和排(pai)出管(guan)反接(jie),使流(liu)向改(gai)變(bian)而形成(cheng)逆(ni)循環。后一種方法常在立(li)式(shi)(shi)泵中(zhong)采用,因為(wei)它同(tong)時解決了(le)密封腔上部的(de)排(pai)氣問題;但是,這常被(bei)人們所忽視(shi),甚至在臥式(shi)(shi)泵的(de)設計中(zhong),密封腔內由于逆(ni)循環產生的(de)壓差(cha)而會顯著改(gai)善密封效果。