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發布(bu)時(shi)間:2022-01-04 11:25:56 人氣:126748 來源:
1.泵(beng)自身構體引起的振動
離心泵(beng)是由軸(zhou)、軸(zhou)承(cheng)及安裝在軸(zhou)上(shang)的葉輪(lun),驅動(dong)(dong)裝置(zhi)(如電機、汽輪(lun)機、燃氣輪(lun)機驅動(dong)(dong)等)構成(cheng)的。泵(beng)軸(zhou)振(zhen)動(dong)(dong)、轉子(zi)不平衡、驅動(dong)(dong)軸(zhou)不同心、軸(zhou)承(cheng)缺陷、葉片及軸(zhou)上(shang)其他部件松動(dong)(dong)等,都有可(ke)(ke)能引(yin)起振(zhen)動(dong)(dong)。使用振(zhen)動(dong)(dong)監測裝置(zhi)可(ke)(ke)以(yi)測得(de)單(dan)個振(zhen)動(dong)(dong)頻率,用于(yu)分(fen)析這些振(zhen)源類型。
裝在泵軸上的金華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金華機械密封中的(de)彈性(xing)元件固(gu)有頻(pin)率相(xiang)同,就(jiu)可造成摩擦副磨損加(jia)快(kuai)或疲勞損傷(shang)。當然(ran),這(zhe)種損傷(shang)還(huan)有其他因(yin)素(su)。所以在(zai)設計或選(xuan)型時,必須(xu)保證可預測的(de)共振頻(pin)率不要與激勵頻(pin)率重(zhong)合,應采取可靠(kao)減振措施,設計的(de)臨界轉速不能與工作轉速相(xiang)距太近;在(zai)操作溫度下,將安(an)裝誤差減至最小(xiao),因(yin)為這(zhe)些誤差會導致密封彈性(xing)裝置(zhi)的(de)位移;轉子要充分平衡;垂直安(an)裝軸(zhou)上的(de)軸(zhou)承,其承受的(de)載荷應使(shi)滾動件打滑的(de)可能性(xing)減至最小(xiao)。
需要說明的是:
(1)金華機械密封的彈性(xing)元件(包括單彈簧和多(duo)彈簧),彈簧本身可承受大部分振動載(zai)荷,輔助密封也有(you)一(yi)定減振效果,如楔形(xing)環(huan)、O形(xing)圈、膨脹石墨等;
(2)對于(yu)支(zhi)承(cheng)在彈簧上的(de)(de)質(zhi)量較小(xiao)的(de)(de)密(mi)封,如石(shi)墨(mo)密(mi)封環的(de)(de)結構,其固有頻率相對較大(da);
(3)支承(cheng)在低彈性彈簧上的(de)質量較大(da)的(de)密(mi)封(feng),其(qi)固(gu)有頻(pin)率相對較小,且腔體(ti)內(nei)壓(ya)力較低情況下出現共振可能性較小,金屬(shu)波紋管型密(mi)封(feng)根據不同的(de)強度設計,其(qi)彈性有高有低;
(4)由于沒有(you)滑動的輔助密(mi)封,所以依靠密(mi)封端面上的液(ye)膜或(huo)液(ye)體(ti)減振,當然(ran)也可以設計(ji)帶滑動的輔助密(mi)封,提高它的穩定性(xing)和(he)剛性(xing);
(5)大多數金華機械密封的固有頻率都遠高于正常的操作轉速,對于金屬波紋管型金華機械密封,要特(te)別注(zhu)意避免軸向共振(zhen),異常振(zhen)動(dong)會加劇波紋(wen)管(guan)疲勞斷裂。如泵軸上軸承的軸向游隙調整不當就(jiu)容易出現這現象。
另外(wai)根據密(mi)封環材(cai)(cai)料的不(bu)同,特(te)別是當采用碳(tan)化鎢類高密(mi)度材(cai)(cai)料時(shi),更應注意共振問題。因此(ci),當支承在彈性(xing)元(yuan)件(jian)的密(mi)封環需要(yao)采用硬質材(cai)(cai)料時(shi),條件(jian)允許(xu)情況(kuang)下一(yi)般都選(xuan)用密(mi)度相(xiang)對較低的碳(tan)化硅、陶瓷(ci)等(deng)材(cai)(cai)料。
2.在正常及擾動(dong)條件下(xia)產生(sheng)的振(zhen)動(dong)
泵運行時,其轉子及金華機械密封會(hui)受到(dao)液力(li)振動(dong)影響,當流(liu)量發生變(bian)化(hua)時,葉(xie)輪入(ru)(ru)口(kou)處(chu)液體會(hui)產生波動(dong),若不(bu)是在(zai)最佳效率下運(yun)行,葉(xie)輪入(ru)(ru)口(kou)及擴壓(ya)管處(chu)的流(liu)體壓(ya)頭會(hui)增大。低于或高于最佳效率點的流(liu)量時,或輸送介質無法達(da)到(dao)泵(beng)的氣蝕(shi)余量時,都可(ke)能(neng)產生氣蝕(shi)現象(xiang),則密封激振就更明顯(xian)。另外,入(ru)(ru)口(kou)處(chu)介質的流(liu)動(dong)還會(hui)受到(dao)泵(beng)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,防止介質在金華機械密封的表面氣蝕產生(sheng)激(ji)振。
3.溫度及壓力變化使泵變形而產生(sheng)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,引起金華機械密封振動。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。由于金華機械密封的(de)一(yi)側固定在(zai)殼體上(shang)(shang),而(er)另一(yi)端(duan)固定在(zai)轉軸上(shang)(shang),所以必須有(you)吸收這兩種不同振動的(de)能(neng)力(li)。
壓力也能使泵體變形,從而多金華機械密封產生(sheng)干擾。當密(mi)封腔內壓力發(fa)生(sheng)變化時,作用在(zai)密(mi)封端面上的載荷也會隨之發(fa)生(sheng)變化,從而(er)產生(sheng)突(tu)變載荷引起振動。
4.制(zhi)造安(an)裝原因產生的振動
密(mi)封(feng)(feng)端(duan)(duan)面粗糙(cao)度過(guo)大,不能(neng)保證很好的(de)(de)貼合(he)(he)性(xing),密(mi)封(feng)(feng)的(de)(de)穩定性(xing)就會受(shou)到影(ying)響,影(ying)響程(cheng)度不僅(jin)取決于(yu)(yu)密(mi)封(feng)(feng)的(de)(de)具(ju)體(ti)(ti)結構,而且取決于(yu)(yu)密(mi)封(feng)(feng)運行(xing)參(can)數。密(mi)封(feng)(feng)每旋轉一周(zhou)其(qi)補(bu)償環(huan)都要作相應(ying)的(de)(de)運行(xing),從(cong)而保證密(mi)封(feng)(feng)端(duan)(duan)面的(de)(de)貼合(he)(he)性(xing)。對于(yu)(yu)滑動輔助密(mi)封(feng)(feng)件,如O形圈(quan)或楔形環(huan),密(mi)封(feng)(feng)面上的(de)(de)載(zai)荷沿圓(yuan)周(zhou)變化,應(ying)盡量防止不受(shou)載(zai)荷的(de)(de)一側發生泄(xie)漏(lou),受(shou)載(zai)荷的(de)(de)一側出現(xian)(xian)過(guo)度磨(mo)損(sun)的(de)(de)現(xian)(xian)象。泄(xie)漏(lou)會使流體(ti)(ti)的(de)(de)雜粒滲到端(duan)(duan)面液膜中,從(cong)而加(jia)速密(mi)封(feng)(feng)端(duan)(duan)面磨(mo)損(sun)。
密封件在加工過程(cheng)中,一般不(bu)能(neng)用機械方法加以平(ping)(ping)衡。在設計中要盡量(liang)減少不(bu)平(ping)(ping)衡因素,如單彈簧就會造成不(bu)平(ping)(ping)衡,特別是在制造粗糙的(de)動環或向(xiang)密封件傳遞(di)的(de)動力具(ju)有“尾隨脈(mo)沖”情況(kuang)時,更應注意不(bu)平(ping)(ping)衡問題。
在采用內裝式機械(xie)密(mi)封(feng)時,作用在密(mi)封(feng)上(shang)的沖擊(ji)力常常是(shi)由泵送介質的自循(xun)環(huan)(huan)造成的。為確(que)保密(mi)封(feng)性能,自循(xun)環(huan)(huan)液體(ti)應從兩密(mi)封(feng)端的外(wai)側通過。若流量(liang)過大(da),則(ze)作用在密(mi)封(feng)環(huan)(huan)上(shang)的沖擊(ji)力可能會使密(mi)封(feng)端錯位(wei),其后(hou)果自然是(shi)振動。
為減(jian)輕振動的(de)(de)影響,可(ke)(ke)以使(shi)自循環(huan)流(liu)體(ti),由切向入(ru)口;如有(you)可(ke)(ke)能,循環(huan)流(liu)量可(ke)(ke)以通過密(mi)封(feng)腔(qiang)(qiang)內襯套的(de)(de)配合間(jian)隙加以控制,或者將密(mi)封(feng)腔(qiang)(qiang)內的(de)(de)吸入(ru)管和排出管反接,使(shi)流(liu)向改(gai)變而形(xing)成(cheng)逆循環(huan)。后一(yi)種方法常在立式(shi)泵中采用,因為它同時(shi)解決了密(mi)封(feng)腔(qiang)(qiang)上部的(de)(de)排氣(qi)問題;但(dan)是,這常被人(ren)們所忽視,甚至在臥式(shi)泵的(de)(de)設計中,密(mi)封(feng)腔(qiang)(qiang)內由于(yu)逆循環(huan)產生的(de)(de)壓差而會顯(xian)著改(gai)善密(mi)封(feng)效果。