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發布時間:2022-01-04 11:25:56 人氣:125477 來源:
1.泵(beng)自(zi)身構體(ti)引起的振動
離心(xin)泵是(shi)由軸(zhou)、軸(zhou)承(cheng)及(ji)安(an)裝在(zai)軸(zhou)上的葉(xie)(xie)輪(lun),驅動(dong)(dong)裝置(如電機、汽輪(lun)機、燃(ran)氣輪(lun)機驅動(dong)(dong)等)構成(cheng)的。泵軸(zhou)振動(dong)(dong)、轉子不(bu)平(ping)衡、驅動(dong)(dong)軸(zhou)不(bu)同(tong)心(xin)、軸(zhou)承(cheng)缺陷、葉(xie)(xie)片(pian)及(ji)軸(zhou)上其(qi)他部件松動(dong)(dong)等,都有可能引起(qi)振動(dong)(dong)。使用振動(dong)(dong)監(jian)測(ce)裝置可以測(ce)得單個振動(dong)(dong)頻率,用于分(fen)析這些振源類型(xing)。
裝在泵軸上的紅毛鎮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紅毛鎮機械密封中的(de)(de)彈(dan)性(xing)元(yuan)件固有頻率(lv)(lv)相(xiang)同,就可造成摩(mo)擦副磨損(sun)加快或疲勞損(sun)傷。當(dang)然,這種(zhong)損(sun)傷還有其(qi)他因(yin)素。所以在設計(ji)或選型時,必須(xu)保證可預(yu)測的(de)(de)共振頻率(lv)(lv)不要(yao)與(yu)激勵頻率(lv)(lv)重合,應(ying)采取可靠減振措施(shi),設計(ji)的(de)(de)臨界轉速(su)不能與(yu)工作轉速(su)相(xiang)距太近(jin);在操作溫度下(xia),將安裝誤(wu)差減至最小,因(yin)為這些誤(wu)差會導致密封彈(dan)性(xing)裝置的(de)(de)位移;轉子要(yao)充分平(ping)衡;垂直安裝軸上的(de)(de)軸承(cheng),其(qi)承(cheng)受的(de)(de)載荷(he)應(ying)使滾動件打滑的(de)(de)可能性(xing)減至最小。
需要說明的是:
(1)紅毛鎮機械密封的彈(dan)性元件(jian)(包括單彈(dan)簧和多(duo)彈(dan)簧),彈(dan)簧本(ben)身(shen)可承(cheng)受大部分振動載荷,輔助密封也有一定(ding)減(jian)振效果(guo),如楔形環、O形圈、膨脹石墨等;
(2)對于支承在彈簧上的質(zhi)量(liang)較(jiao)小(xiao)的密封,如石墨密封環的結構(gou),其固有頻率相(xiang)對較(jiao)大;
(3)支承在低彈性(xing)彈簧上的質量較(jiao)(jiao)大(da)的密(mi)封,其固有頻率相對較(jiao)(jiao)小,且腔體內壓力較(jiao)(jiao)低情況(kuang)下出現共振可能性(xing)較(jiao)(jiao)小,金屬波(bo)紋管型密(mi)封根據(ju)不(bu)同的強度設計,其彈性(xing)有高(gao)有低;
(4)由于沒(mei)有(you)滑動的輔(fu)助(zhu)密封,所(suo)以依(yi)靠密封端面上(shang)的液(ye)(ye)膜或(huo)液(ye)(ye)體減振(zhen),當然也可以設計帶滑動的輔(fu)助(zhu)密封,提高它的穩定性(xing)和剛性(xing);
(5)大多數紅毛鎮機械密封的固有頻率都遠高于正常的操作轉速,對于金屬波紋管型紅毛鎮機械密封,要特別注意避免軸(zhou)向共振,異常振動會加劇波紋管疲(pi)勞斷(duan)裂。如泵軸(zhou)上(shang)軸(zhou)承的軸(zhou)向游隙調整不當就容易出(chu)現這現象(xiang)。
另外(wai)根據密封環(huan)材料(liao)的(de)不(bu)同(tong),特(te)別是當采(cai)用碳化鎢(wu)類高密度材料(liao)時,更應注意共振問題(ti)。因(yin)此,當支承在彈性元(yuan)件的(de)密封環(huan)需要采(cai)用硬(ying)質材料(liao)時,條(tiao)件允許情況下一般都選用密度相對較(jiao)低的(de)碳化硅、陶瓷等(deng)材料(liao)。
2.在正常及擾(rao)動條件下產生的振動
泵運行時,其轉子及紅毛鎮機械密封會(hui)受到液力振動(dong)影響(xiang),當(dang)流(liu)量(liang)發(fa)生(sheng)變(bian)化時(shi),葉輪入(ru)口處液體(ti)會(hui)產(chan)(chan)生(sheng)波動(dong),若不是在最佳效率下運(yun)行,葉輪入(ru)口及(ji)擴壓管處的(de)流(liu)體(ti)壓頭(tou)會(hui)增大(da)。低于或高于最佳效率點的(de)流(liu)量(liang)時(shi),或輸送介(jie)(jie)質(zhi)無法達到泵(beng)的(de)氣蝕余量(liang)時(shi),都可能產(chan)(chan)生(sheng)氣蝕現象,則密封激振就(jiu)更明顯(xian)。另外,入(ru)口處介(jie)(jie)質(zhi)的(de)流(liu)動(dong)還(huan)會(hui)受到泵(beng)內(nei)介(jie)(jie)質(zhi)自循環的(de)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,防止介質在紅毛鎮機械密封的表面(mian)氣蝕產生(sheng)激振。
3.溫度及壓力變化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,引起紅毛鎮機械密封振動。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。由于紅毛鎮機械密封的一側固定在殼(ke)體(ti)上,而(er)另(ling)一端(duan)固定在轉軸(zhou)上,所(suo)以必須(xu)有吸收這兩種不同振動(dong)的能力。
壓力也能使泵體變形,從而多紅毛鎮機械密封產生干(gan)擾。當(dang)密封(feng)腔(qiang)內壓力(li)發生變化時,作用在密封(feng)端面(mian)上的載荷也(ye)會隨(sui)之(zhi)發生變化,從而產生突變載荷引起振動(dong)。
4.制造安裝原(yuan)因產生的振動
密(mi)(mi)封(feng)(feng)(feng)(feng)端(duan)面粗糙度過(guo)大,不能保證很好的(de)(de)貼(tie)合(he)性(xing),密(mi)(mi)封(feng)(feng)(feng)(feng)的(de)(de)穩定(ding)性(xing)就會(hui)受(shou)(shou)到影(ying)響,影(ying)響程度不僅取(qu)決于密(mi)(mi)封(feng)(feng)(feng)(feng)的(de)(de)具體結構,而且(qie)取(qu)決于密(mi)(mi)封(feng)(feng)(feng)(feng)運行參數。密(mi)(mi)封(feng)(feng)(feng)(feng)每旋轉一(yi)周其補償環(huan)都要作相應的(de)(de)運行,從(cong)而保證密(mi)(mi)封(feng)(feng)(feng)(feng)端(duan)面的(de)(de)貼(tie)合(he)性(xing)。對于滑動輔助密(mi)(mi)封(feng)(feng)(feng)(feng)件,如O形圈或楔形環(huan),密(mi)(mi)封(feng)(feng)(feng)(feng)面上的(de)(de)載荷沿圓周變化,應盡量防止不受(shou)(shou)載荷的(de)(de)一(yi)側(ce)發生(sheng)泄漏,受(shou)(shou)載荷的(de)(de)一(yi)側(ce)出現(xian)過(guo)度磨損的(de)(de)現(xian)象。泄漏會(hui)使流(liu)體的(de)(de)雜粒(li)滲到端(duan)面液膜中(zhong),從(cong)而加速密(mi)(mi)封(feng)(feng)(feng)(feng)端(duan)面磨損。
密封(feng)件在加(jia)工過(guo)程中(zhong),一般不能用機械(xie)方法加(jia)以平(ping)(ping)衡(heng)(heng)。在設計中(zhong)要盡量減少不平(ping)(ping)衡(heng)(heng)因素,如(ru)單彈簧就會造成不平(ping)(ping)衡(heng)(heng),特別(bie)是在制造粗糙的動環或向(xiang)密封(feng)件傳遞的動力具有(you)“尾(wei)隨脈沖”情況(kuang)時,更應注意不平(ping)(ping)衡(heng)(heng)問題。
在采用內裝(zhuang)式(shi)機械密(mi)(mi)封(feng)(feng)(feng)時,作用在密(mi)(mi)封(feng)(feng)(feng)上的(de)沖擊力常常是(shi)由泵送介質的(de)自循環造成的(de)。為確(que)保密(mi)(mi)封(feng)(feng)(feng)性能,自循環液體應從兩密(mi)(mi)封(feng)(feng)(feng)端(duan)的(de)外(wai)側通(tong)過。若流量過大,則作用在密(mi)(mi)封(feng)(feng)(feng)環上的(de)沖擊力可能會使密(mi)(mi)封(feng)(feng)(feng)端(duan)錯位,其后果自然是(shi)振動。
為減輕(qing)振(zhen)動的(de)影響,可以(yi)(yi)使(shi)自(zi)循(xun)(xun)環(huan)流(liu)體,由切向入(ru)口;如有可能,循(xun)(xun)環(huan)流(liu)量可以(yi)(yi)通過密(mi)封腔內(nei)襯套的(de)配(pei)合間(jian)隙加以(yi)(yi)控制,或者將密(mi)封腔內(nei)的(de)吸(xi)入(ru)管(guan)和排(pai)出(chu)管(guan)反接,使(shi)流(liu)向改變而(er)形成(cheng)逆循(xun)(xun)環(huan)。后一種方法常在立式泵中(zhong)(zhong)采用,因為它同時(shi)解(jie)決了密(mi)封腔上部的(de)排(pai)氣問(wen)題;但是,這常被人們(men)所(suo)忽視,甚(shen)至在臥式泵的(de)設計中(zhong)(zhong),密(mi)封腔內(nei)由于逆循(xun)(xun)環(huan)產生(sheng)的(de)壓差而(er)會(hui)顯著改善(shan)密(mi)封效果(guo)。