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發布(bu)時間:2022-01-04 11:25:56 人(ren)氣:119017 來源:
1.泵(beng)自身構(gou)體引起的振動(dong)
離心泵(beng)是(shi)由(you)軸(zhou)、軸(zhou)承及(ji)安裝在軸(zhou)上的葉(xie)輪,驅(qu)動(dong)裝置(如電(dian)機、汽輪機、燃(ran)氣(qi)輪機驅(qu)動(dong)等)構成的。泵(beng)軸(zhou)振(zhen)動(dong)、轉子(zi)不平(ping)衡、驅(qu)動(dong)軸(zhou)不同(tong)心、軸(zhou)承缺陷(xian)、葉(xie)片(pian)及(ji)軸(zhou)上其他部件松動(dong)等,都有可(ke)能(neng)引起振(zhen)動(dong)。使用振(zhen)動(dong)監測裝置可(ke)以測得單個振(zhen)動(dong)頻(pin)率,用于(yu)分析這(zhe)些振(zhen)源類型。
裝在泵軸上的精河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精河機械密封中(zhong)的(de)彈性(xing)(xing)元件固有頻(pin)(pin)率(lv)(lv)相同,就(jiu)可(ke)造成(cheng)摩擦副磨(mo)損(sun)加快或疲勞損(sun)傷(shang)。當然(ran),這種(zhong)損(sun)傷(shang)還有其他因素。所以在設(she)計或選型時,必須保證可(ke)預測的(de)共振頻(pin)(pin)率(lv)(lv)不要(yao)與(yu)激勵頻(pin)(pin)率(lv)(lv)重合,應(ying)采(cai)取(qu)可(ke)靠(kao)減振措施,設(she)計的(de)臨界轉速不能(neng)(neng)與(yu)工作(zuo)轉速相距太近;在操作(zuo)溫(wen)度下,將安(an)裝誤(wu)差(cha)(cha)減至最小,因為這些(xie)誤(wu)差(cha)(cha)會導致(zhi)密封(feng)彈性(xing)(xing)裝置的(de)位移;轉子要(yao)充分平衡;垂直安(an)裝軸(zhou)上的(de)軸(zhou)承,其承受的(de)載荷(he)應(ying)使滾動件打(da)滑的(de)可(ke)能(neng)(neng)性(xing)(xing)減至最小。
需要說明的是:
(1)精河機械密封的彈(dan)(dan)(dan)性元件(包括單彈(dan)(dan)(dan)簧和多彈(dan)(dan)(dan)簧),彈(dan)(dan)(dan)簧本身可承受大部分振動載荷,輔助密封也有一定減振效果,如楔(xie)形環、O形圈、膨脹石墨等;
(2)對于支承在彈簧上的(de)(de)質(zhi)量較小的(de)(de)密封(feng),如石墨密封(feng)環的(de)(de)結(jie)構,其固有(you)頻率相對較大;
(3)支承在低彈(dan)(dan)性(xing)彈(dan)(dan)簧上的(de)質量較大的(de)密(mi)封,其(qi)(qi)固(gu)有(you)頻(pin)率相對較小,且腔體內壓力較低情況下出(chu)現共振可能性(xing)較小,金屬波紋(wen)管型密(mi)封根據不同的(de)強度設計,其(qi)(qi)彈(dan)(dan)性(xing)有(you)高有(you)低;
(4)由(you)于沒有(you)滑動的(de)輔助密封,所以依靠(kao)密封端面上的(de)液膜或液體(ti)減振,當然也(ye)可以設計帶(dai)滑動的(de)輔助密封,提高(gao)它的(de)穩定性和剛性;
(5)大多數精河機械密封的固有頻率都遠高于正常的操作轉速,對于金屬波紋管型精河機械密封,要(yao)特別注意避(bi)免軸向共振,異(yi)常振動會加劇波紋管疲勞斷(duan)裂。如泵軸上軸承的軸向游隙調整不當就容易(yi)出現(xian)這現(xian)象。
另(ling)外根據密封(feng)環材(cai)料的(de)(de)不同,特別是當采用(yong)碳(tan)化鎢類高(gao)密度材(cai)料時,更(geng)應注意共振問題。因此,當支承在彈性元件的(de)(de)密封(feng)環需(xu)要采用(yong)硬質材(cai)料時,條件允(yun)許(xu)情況(kuang)下(xia)一(yi)般都(dou)選用(yong)密度相對較低(di)的(de)(de)碳(tan)化硅、陶瓷等(deng)材(cai)料。
2.在正常及擾動條件下產生的振動
泵運行時,其轉子及精河機械密封會受到(dao)(dao)(dao)液(ye)力振(zhen)動(dong)影響,當流量(liang)發生變化時,葉輪(lun)入口(kou)處(chu)液(ye)體會產生波動(dong),若不是在最佳(jia)效(xiao)率(lv)下(xia)運行,葉輪(lun)入口(kou)及(ji)擴壓管處(chu)的(de)流體壓頭會增大。低于或高(gao)于最佳(jia)效(xiao)率(lv)點的(de)流量(liang)時,或輸送介質(zhi)(zhi)無法(fa)達到(dao)(dao)(dao)泵的(de)氣蝕(shi)余量(liang)時,都可能(neng)產生氣蝕(shi)現象,則(ze)密(mi)封激振(zhen)就更明顯。另外(wai),入口(kou)處(chu)介質(zhi)(zhi)的(de)流動(dong)還會受到(dao)(dao)(dao)泵內介質(zhi)(zhi)自(zi)循環的(de)干擾(rao)。
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,防止介質在精河機械密封的表面氣蝕產生激振。
3.溫(wen)度及壓力變化使(shi)泵變形而產生的振動(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,引起精河機械密封振動。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。由于精河機械密封的一側固定在殼體上(shang),而另(ling)一端(duan)固定在轉軸上(shang),所以必須有(you)吸收這兩種不(bu)同振動的能力。
壓力也能使泵體變形,從而多精河機械密封產生(sheng)干擾。當密封(feng)腔內(nei)壓力(li)發(fa)生(sheng)變化(hua)時,作(zuo)用在密封(feng)端面上的(de)載(zai)(zai)荷也會隨之發(fa)生(sheng)變化(hua),從而產生(sheng)突變載(zai)(zai)荷引起振動。
4.制(zhi)造(zao)安裝原(yuan)因產(chan)生的振(zhen)動(dong)
密(mi)封(feng)端面(mian)粗糙度過大,不(bu)能保證很(hen)好的(de)(de)(de)貼合性,密(mi)封(feng)的(de)(de)(de)穩(wen)定性就會受(shou)到(dao)影響,影響程度不(bu)僅(jin)取決于(yu)密(mi)封(feng)的(de)(de)(de)具體結構,而(er)且取決于(yu)密(mi)封(feng)運行參數。密(mi)封(feng)每旋(xuan)轉(zhuan)一(yi)(yi)周其(qi)補償環都要作相應(ying)的(de)(de)(de)運行,從而(er)保證密(mi)封(feng)端面(mian)的(de)(de)(de)貼合性。對(dui)于(yu)滑(hua)動(dong)輔(fu)助密(mi)封(feng)件(jian),如O形圈或楔形環,密(mi)封(feng)面(mian)上(shang)的(de)(de)(de)載荷沿圓周變化(hua),應(ying)盡量(liang)防(fang)止不(bu)受(shou)載荷的(de)(de)(de)一(yi)(yi)側發生泄漏(lou),受(shou)載荷的(de)(de)(de)一(yi)(yi)側出現過度磨損(sun)的(de)(de)(de)現象。泄漏(lou)會使流體的(de)(de)(de)雜粒(li)滲到(dao)端面(mian)液膜中,從而(er)加速密(mi)封(feng)端面(mian)磨損(sun)。
密封件在(zai)加工過程中(zhong),一般(ban)不(bu)能用(yong)機(ji)械(xie)方法(fa)加以(yi)平衡(heng)(heng)。在(zai)設計(ji)中(zhong)要盡量減少不(bu)平衡(heng)(heng)因素,如單彈簧就會造成不(bu)平衡(heng)(heng),特別是在(zai)制造粗糙的動環或(huo)向(xiang)密封件傳遞的動力具有“尾隨脈沖(chong)”情況(kuang)時,更應注意不(bu)平衡(heng)(heng)問題。
在采用(yong)(yong)內(nei)裝式(shi)機械密(mi)(mi)(mi)封(feng)時,作用(yong)(yong)在密(mi)(mi)(mi)封(feng)上的(de)(de)沖擊力常常是由泵送介質(zhi)的(de)(de)自(zi)循(xun)環(huan)造成的(de)(de)。為確保密(mi)(mi)(mi)封(feng)性能,自(zi)循(xun)環(huan)液體應從兩密(mi)(mi)(mi)封(feng)端(duan)的(de)(de)外(wai)側通過。若流量過大,則作用(yong)(yong)在密(mi)(mi)(mi)封(feng)環(huan)上的(de)(de)沖擊力可能會使密(mi)(mi)(mi)封(feng)端(duan)錯位,其后(hou)果自(zi)然(ran)是振動。
為(wei)減輕振動的影響,可以(yi)使自循環流(liu)(liu)體,由(you)切(qie)向(xiang)入(ru)口;如(ru)有(you)可能,循環流(liu)(liu)量可以(yi)通過密(mi)(mi)封(feng)腔(qiang)內襯(chen)套的配合間(jian)隙加(jia)以(yi)控制,或者將(jiang)密(mi)(mi)封(feng)腔(qiang)內的吸入(ru)管和(he)排出(chu)管反接,使流(liu)(liu)向(xiang)改變而(er)形成逆循環。后一種方法(fa)常(chang)在立(li)式(shi)泵中采用,因為(wei)它同時解(jie)決(jue)了密(mi)(mi)封(feng)腔(qiang)上部的排氣(qi)問題;但是,這常(chang)被人們所忽(hu)視,甚至在臥式(shi)泵的設(she)計中,密(mi)(mi)封(feng)腔(qiang)內由(you)于逆循環產生的壓差而(er)會顯著改善密(mi)(mi)封(feng)效果(guo)。