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發布時間:2022-01-04 11:25:56 人(ren)氣:125661 來源:
1.泵自身構體(ti)引起的(de)振(zhen)動(dong)
離(li)心(xin)泵(beng)是由(you)軸(zhou)(zhou)、軸(zhou)(zhou)承及安裝在軸(zhou)(zhou)上的(de)葉輪(lun),驅(qu)動(dong)(dong)裝置(zhi)(如(ru)電機、汽(qi)輪(lun)機、燃氣輪(lun)機驅(qu)動(dong)(dong)等)構成的(de)。泵(beng)軸(zhou)(zhou)振動(dong)(dong)、轉子不平衡、驅(qu)動(dong)(dong)軸(zhou)(zhou)不同心(xin)、軸(zhou)(zhou)承缺陷(xian)、葉片及軸(zhou)(zhou)上其他部件松動(dong)(dong)等,都有(you)可(ke)能(neng)引起振動(dong)(dong)。使用振動(dong)(dong)監測裝置(zhi)可(ke)以測得單個振動(dong)(dong)頻率,用于分析這些振源類型(xing)。
裝在泵軸上的吉木薩爾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吉木薩爾機械密封中的(de)(de)(de)(de)彈性元件固有(you)頻(pin)(pin)率相同,就可造成(cheng)摩擦副磨(mo)損加快或疲勞損傷。當然,這(zhe)種損傷還有(you)其他因(yin)素。所(suo)以在設計(ji)(ji)或選(xuan)型時,必須保證可預測的(de)(de)(de)(de)共振頻(pin)(pin)率不(bu)要(yao)與(yu)激勵頻(pin)(pin)率重合,應采取可靠減振措(cuo)施(shi),設計(ji)(ji)的(de)(de)(de)(de)臨界轉(zhuan)速不(bu)能與(yu)工作(zuo)轉(zhuan)速相距(ju)太近(jin);在操作(zuo)溫度(du)下,將安裝(zhuang)(zhuang)誤(wu)差(cha)減至(zhi)最(zui)小(xiao),因(yin)為這(zhe)些誤(wu)差(cha)會導致密封彈性裝(zhuang)(zhuang)置(zhi)的(de)(de)(de)(de)位移;轉(zhuan)子要(yao)充分平衡;垂直(zhi)安裝(zhuang)(zhuang)軸上(shang)的(de)(de)(de)(de)軸承,其承受的(de)(de)(de)(de)載荷應使滾(gun)動件打(da)滑的(de)(de)(de)(de)可能性減至(zhi)最(zui)小(xiao)。
需要說明的是:
(1)吉木薩爾機械密封的彈(dan)(dan)性元件(包(bao)括單彈(dan)(dan)簧(huang)和多彈(dan)(dan)簧(huang)),彈(dan)(dan)簧(huang)本身可承受(shou)大部分振動載荷,輔助密封(feng)也有一定減振效果(guo),如楔形(xing)環、O形(xing)圈、膨脹(zhang)石墨等;
(2)對于支承在彈(dan)簧上(shang)的質量(liang)較小的密(mi)封,如石墨密(mi)封環(huan)的結構,其(qi)固有頻率相對較大;
(3)支承在(zai)低彈性彈簧(huang)上(shang)的(de)質量較(jiao)(jiao)大的(de)密封,其固有(you)(you)頻率(lv)相(xiang)對(dui)較(jiao)(jiao)小,且腔(qiang)體內壓(ya)力(li)較(jiao)(jiao)低情況下出現共振可能(neng)性較(jiao)(jiao)小,金(jin)屬(shu)波紋(wen)管(guan)型密封根據(ju)不同(tong)的(de)強度設計,其彈性有(you)(you)高有(you)(you)低;
(4)由于沒有滑動的(de)輔助(zhu)密封(feng),所以(yi)依靠密封(feng)端面上(shang)的(de)液膜或液體(ti)減(jian)振,當然也(ye)可以(yi)設計帶滑動的(de)輔助(zhu)密封(feng),提高它的(de)穩(wen)定性和剛性;
(5)大多數吉木薩爾機械密封的固有頻率都遠高于正常的操作轉速,對于金屬波紋管型吉木薩爾機械密封,要特別注意避免軸向共振,異常振動會(hui)加劇(ju)波紋(wen)管疲勞(lao)斷裂。如泵(beng)軸上軸承(cheng)的軸向游隙調(diao)整不當就(jiu)容易出現這現象。
另外(wai)根據密(mi)封環(huan)材(cai)料(liao)(liao)的不同,特別是(shi)當采用(yong)(yong)碳(tan)化鎢(wu)類高密(mi)度(du)材(cai)料(liao)(liao)時,更應注(zhu)意共(gong)振問題。因此,當支(zhi)承在彈性元(yuan)件的密(mi)封環(huan)需(xu)要采用(yong)(yong)硬質材(cai)料(liao)(liao)時,條件允(yun)許(xu)情況(kuang)下一般都選用(yong)(yong)密(mi)度(du)相(xiang)對較(jiao)低(di)的碳(tan)化硅、陶瓷等(deng)材(cai)料(liao)(liao)。
2.在正常及擾動(dong)條件(jian)下產生的(de)振動(dong)
泵運行時,其轉子及吉木薩爾機械密封會(hui)(hui)受到液力振動影響(xiang),當(dang)流量(liang)發(fa)生變化(hua)時(shi)(shi),葉(xie)輪入口處(chu)液體會(hui)(hui)產生波動,若(ruo)不是在最(zui)佳(jia)效率下運(yun)行,葉(xie)輪入口及擴(kuo)壓管處(chu)的(de)流體壓頭會(hui)(hui)增大。低于或(huo)高(gao)于最(zui)佳(jia)效率點(dian)的(de)流量(liang)時(shi)(shi),或(huo)輸送介(jie)(jie)質無法達到泵(beng)的(de)氣蝕余量(liang)時(shi)(shi),都可能產生氣蝕現象,則密封激振就更(geng)明顯。另外(wai),入口處(chu)介(jie)(jie)質的(de)流動還會(hui)(hui)受到泵(beng)內介(jie)(jie)質自循環(huan)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,防止介質在吉木薩爾機械密封的表面氣蝕(shi)產生激(ji)振(zhen)。
3.溫度(du)及(ji)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,引起吉木薩爾機械密封振動。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。由于吉木薩爾機械密封的一(yi)側固(gu)定在殼體(ti)上(shang),而另(ling)一(yi)端固(gu)定在轉軸上(shang),所以必須有(you)吸收這兩(liang)種(zhong)不同(tong)振動的能(neng)力。
壓力也能使泵體變形,從而多吉木薩爾機械密封產生干(gan)擾。當密封腔內壓(ya)力發(fa)生變(bian)化時,作用在密封端面上的載(zai)荷也會隨之發(fa)生變(bian)化,從(cong)而產生突(tu)變(bian)載(zai)荷引起振(zhen)動。
4.制造安裝原因產生的振動
密(mi)(mi)封(feng)(feng)端(duan)(duan)面粗糙度過大,不能(neng)保(bao)(bao)證(zheng)很好的(de)貼合性,密(mi)(mi)封(feng)(feng)的(de)穩定性就會受(shou)到(dao)影響(xiang),影響(xiang)程度不僅取決于(yu)密(mi)(mi)封(feng)(feng)的(de)具體結構(gou),而(er)且(qie)取決于(yu)密(mi)(mi)封(feng)(feng)運行參數(shu)。密(mi)(mi)封(feng)(feng)每旋轉一(yi)周其補償環都(dou)要作相應的(de)運行,從(cong)而(er)保(bao)(bao)證(zheng)密(mi)(mi)封(feng)(feng)端(duan)(duan)面的(de)貼合性。對于(yu)滑動輔助密(mi)(mi)封(feng)(feng)件(jian),如O形圈或(huo)楔(xie)形環,密(mi)(mi)封(feng)(feng)面上(shang)的(de)載荷(he)沿圓周變(bian)化,應盡量防(fang)止不受(shou)載荷(he)的(de)一(yi)側發生(sheng)泄(xie)漏,受(shou)載荷(he)的(de)一(yi)側出現(xian)過度磨(mo)損(sun)的(de)現(xian)象。泄(xie)漏會使(shi)流體的(de)雜粒(li)滲(shen)到(dao)端(duan)(duan)面液膜中,從(cong)而(er)加(jia)速密(mi)(mi)封(feng)(feng)端(duan)(duan)面磨(mo)損(sun)。
密封件在(zai)加工過(guo)程中(zhong)(zhong),一般不能用(yong)機(ji)械方(fang)法加以平衡。在(zai)設(she)計中(zhong)(zhong)要盡量減(jian)少不平衡因素,如單(dan)彈簧就會造成不平衡,特別是在(zai)制(zhi)造粗糙的(de)動環或(huo)向密封件傳遞的(de)動力具有(you)“尾(wei)隨脈沖”情況(kuang)時(shi),更應(ying)注意不平衡問題(ti)。
在(zai)采用內(nei)裝式(shi)機械密(mi)封(feng)(feng)(feng)時(shi),作用在(zai)密(mi)封(feng)(feng)(feng)上的(de)沖(chong)擊力(li)常常是由泵(beng)送介質的(de)自循(xun)環(huan)造成(cheng)的(de)。為(wei)確保密(mi)封(feng)(feng)(feng)性能,自循(xun)環(huan)液體應從兩(liang)密(mi)封(feng)(feng)(feng)端的(de)外側通過(guo)。若流量過(guo)大(da),則作用在(zai)密(mi)封(feng)(feng)(feng)環(huan)上的(de)沖(chong)擊力(li)可能會使密(mi)封(feng)(feng)(feng)端錯位(wei),其后果自然是振動(dong)。
為減(jian)輕振動的(de)(de)(de)影響,可(ke)以(yi)(yi)使(shi)自循環(huan)流(liu)體,由切向入口;如(ru)有(you)可(ke)能,循環(huan)流(liu)量可(ke)以(yi)(yi)通過密(mi)封腔內襯套的(de)(de)(de)配合間(jian)隙加以(yi)(yi)控制,或者將密(mi)封腔內的(de)(de)(de)吸入管(guan)和排(pai)出管(guan)反接,使(shi)流(liu)向改變而形成逆循環(huan)。后一種方法常在立式泵(beng)(beng)中采(cai)用,因為它同時解決了(le)密(mi)封腔上部的(de)(de)(de)排(pai)氣問(wen)題(ti);但是,這常被人們所忽視,甚至(zhi)在臥式泵(beng)(beng)的(de)(de)(de)設(she)計中,密(mi)封腔內由于逆循環(huan)產生(sheng)的(de)(de)(de)壓差而會顯著改善密(mi)封效果。