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發布時間:2022-01-04 11:25:56 人氣:126070 來(lai)源:
1.泵自身構體引起(qi)的振動
離心泵(beng)是由軸、軸承(cheng)及安裝(zhuang)在軸上(shang)(shang)的葉輪,驅(qu)動(dong)(dong)裝(zhuang)置(如電(dian)機、汽輪機、燃氣輪機驅(qu)動(dong)(dong)等)構成的。泵(beng)軸振(zhen)(zhen)動(dong)(dong)、轉(zhuan)子不平衡、驅(qu)動(dong)(dong)軸不同心、軸承(cheng)缺(que)陷、葉片及軸上(shang)(shang)其他部件松動(dong)(dong)等,都有可能引起振(zhen)(zhen)動(dong)(dong)。使用振(zhen)(zhen)動(dong)(dong)監(jian)測裝(zhuang)置可以測得(de)單個(ge)振(zhen)(zhen)動(dong)(dong)頻率,用于分析(xi)這(zhe)些振(zhen)(zhen)源(yuan)類型(xing)。
裝在泵軸上的金鄉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鄉機械密封中的彈(dan)性(xing)元(yuan)件固(gu)有頻率(lv)(lv)相同,就可造成摩擦副磨損(sun)(sun)加快或疲勞損(sun)(sun)傷。當然,這(zhe)種損(sun)(sun)傷還有其他因素。所以在(zai)設計或選型時,必須(xu)保證可預測的共振(zhen)頻率(lv)(lv)不(bu)要與激勵頻率(lv)(lv)重合,應采取(qu)可靠減振(zhen)措施(shi),設計的臨界轉(zhuan)速不(bu)能與工作(zuo)轉(zhuan)速相距太近;在(zai)操作(zuo)溫(wen)度(du)下,將安(an)裝誤差減至最(zui)小,因為這(zhe)些誤差會導致(zhi)密封彈(dan)性(xing)裝置的位(wei)移;轉(zhuan)子(zi)要充分平衡(heng);垂直(zhi)安(an)裝軸上的軸承(cheng),其承(cheng)受的載荷應使滾動件打滑的可能性(xing)減至最(zui)小。
需要說明的是:
(1)金鄉機械密封的彈(dan)(dan)性元件(包括(kuo)單彈(dan)(dan)簧(huang)和多彈(dan)(dan)簧(huang)),彈(dan)(dan)簧(huang)本(ben)身可承受大部分振動載荷,輔助(zhu)密(mi)封也有一定減振效(xiao)果,如楔形環、O形圈、膨脹石墨(mo)等;
(2)對于(yu)支承在彈簧上的(de)(de)質量較(jiao)小的(de)(de)密封(feng),如(ru)石墨(mo)密封(feng)環的(de)(de)結構,其固有頻率相對較(jiao)大;
(3)支承在低彈性彈簧上的(de)(de)質量較(jiao)(jiao)大的(de)(de)密封(feng)(feng),其固有(you)頻率相對(dui)較(jiao)(jiao)小,且腔體內壓(ya)力(li)較(jiao)(jiao)低情(qing)況(kuang)下(xia)出現(xian)共振可能性較(jiao)(jiao)小,金屬波(bo)紋管型密封(feng)(feng)根據不(bu)同的(de)(de)強度(du)設計,其彈性有(you)高有(you)低;
(4)由于沒(mei)有滑動(dong)的輔助密封(feng),所(suo)以(yi)(yi)依靠密封(feng)端面上的液膜或(huo)液體減振(zhen),當然也可以(yi)(yi)設(she)計(ji)帶(dai)滑動(dong)的輔助密封(feng),提高它的穩定(ding)性和剛(gang)性;
(5)大多數金鄉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鄉機械密封,要(yao)特別注意避(bi)免(mian)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(zheng)不當就容易出(chu)現(xian)這現(xian)象。
另外根據密(mi)封環材(cai)料(liao)(liao)的(de)不(bu)同,特別(bie)是當采用碳化鎢(wu)類高密(mi)度材(cai)料(liao)(liao)時,更應注(zhu)意共振問(wen)題。因此,當支(zhi)承在(zai)彈(dan)性(xing)元(yuan)件(jian)的(de)密(mi)封環需要(yao)采用硬質材(cai)料(liao)(liao)時,條(tiao)件(jian)允許(xu)情況下一般都選用密(mi)度相(xiang)對較低(di)的(de)碳化硅、陶瓷等(deng)材(cai)料(liao)(liao)。
2.在正(zheng)常及擾動條件(jian)下產(chan)生的振(zhen)動
泵運行時,其轉子及金鄉機械密封會(hui)受到(dao)液力振動影響,當(dang)流量(liang)發(fa)生(sheng)變化時,葉輪入(ru)(ru)口(kou)(kou)處(chu)(chu)液體會(hui)產生(sheng)波(bo)動,若不是在最佳效率下(xia)運行(xing),葉輪入(ru)(ru)口(kou)(kou)及擴壓(ya)管處(chu)(chu)的(de)(de)流體壓(ya)頭會(hui)增大。低(di)于(yu)或高于(yu)最佳效率點的(de)(de)流量(liang)時,或輸送介質(zhi)(zhi)無法達到(dao)泵的(de)(de)氣蝕余量(liang)時,都可能產生(sheng)氣蝕現象,則密封激振就(jiu)更明顯(xian)。另外,入(ru)(ru)口(kou)(kou)處(chu)(chu)介質(zhi)(zhi)的(de)(de)流動還會(hui)受到(dao)泵內介質(zhi)(zhi)自循(xun)環的(de)(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,防止介質在金鄉機械密封的(de)表面(mian)氣蝕產生激振。
3.溫度及壓力變化使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,引起金鄉機械密封振動。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。由于金鄉機械密封的一側(ce)固定在殼體上(shang),而另一端固定在轉軸上(shang),所(suo)以(yi)必須有吸收這兩種(zhong)不同振(zhen)動的能(neng)力。
壓力也能使泵體變形,從而多金鄉機械密封產(chan)(chan)生干擾。當密封(feng)(feng)腔內壓力發生變化時,作用在密封(feng)(feng)端面上的載荷也(ye)會隨之發生變化,從而產(chan)(chan)生突變載荷引起振(zhen)動(dong)。
4.制造安(an)裝(zhuang)原因產生的(de)振動
密(mi)封(feng)(feng)端面粗糙度過大,不能(neng)保證很好的貼(tie)合性,密(mi)封(feng)(feng)的穩定性就(jiu)會受(shou)到影響,影響程度不僅取決(jue)(jue)于(yu)密(mi)封(feng)(feng)的具體(ti)結構,而且(qie)取決(jue)(jue)于(yu)密(mi)封(feng)(feng)運(yun)(yun)行參數。密(mi)封(feng)(feng)每旋轉一(yi)周其補償環(huan)都要作相應的運(yun)(yun)行,從而保證密(mi)封(feng)(feng)端面的貼(tie)合性。對于(yu)滑動輔(fu)助密(mi)封(feng)(feng)件,如O形(xing)(xing)圈或楔形(xing)(xing)環(huan),密(mi)封(feng)(feng)面上的載荷(he)沿圓周變化(hua),應盡量防止不受(shou)載荷(he)的一(yi)側發(fa)生(sheng)泄漏,受(shou)載荷(he)的一(yi)側出(chu)現(xian)過度磨損(sun)的現(xian)象。泄漏會使流體(ti)的雜粒滲(shen)到端面液膜中,從而加速密(mi)封(feng)(feng)端面磨損(sun)。
密(mi)封件在(zai)(zai)加(jia)工過程(cheng)中,一般(ban)不能(neng)用機械(xie)方法加(jia)以平(ping)衡(heng)(heng)。在(zai)(zai)設計中要盡(jin)量減少不平(ping)衡(heng)(heng)因素(su),如單彈簧就會造成(cheng)不平(ping)衡(heng)(heng),特別是在(zai)(zai)制造粗糙的動環或向密(mi)封件傳遞的動力具有“尾隨(sui)脈(mo)沖(chong)”情況時,更應注意不平(ping)衡(heng)(heng)問題(ti)。
在(zai)采用(yong)(yong)內裝(zhuang)式機(ji)械(xie)密(mi)(mi)(mi)封時,作用(yong)(yong)在(zai)密(mi)(mi)(mi)封上的(de)(de)沖(chong)(chong)擊(ji)力(li)(li)常(chang)常(chang)是(shi)由泵送介(jie)質的(de)(de)自(zi)循環(huan)造成的(de)(de)。為確保密(mi)(mi)(mi)封性能,自(zi)循環(huan)液體應從(cong)兩密(mi)(mi)(mi)封端(duan)的(de)(de)外側(ce)通過(guo)。若流量過(guo)大,則作用(yong)(yong)在(zai)密(mi)(mi)(mi)封環(huan)上的(de)(de)沖(chong)(chong)擊(ji)力(li)(li)可能會使(shi)密(mi)(mi)(mi)封端(duan)錯(cuo)位,其后果自(zi)然是(shi)振(zhen)動(dong)。
為(wei)減輕振(zhen)動的(de)(de)影(ying)響(xiang),可(ke)以使(shi)自循(xun)(xun)環(huan)(huan)流體,由切向入口;如有(you)可(ke)能,循(xun)(xun)環(huan)(huan)流量可(ke)以通過密(mi)封(feng)腔內襯套(tao)的(de)(de)配(pei)合間(jian)隙加以控制,或者將密(mi)封(feng)腔內的(de)(de)吸(xi)入管和排(pai)出管反接,使(shi)流向改變而形成逆循(xun)(xun)環(huan)(huan)。后(hou)一種方(fang)法(fa)常(chang)在立式泵中采用,因為(wei)它(ta)同(tong)時(shi)解決了密(mi)封(feng)腔上部(bu)的(de)(de)排(pai)氣問(wen)題;但(dan)是,這常(chang)被(bei)人(ren)們所忽視,甚至在臥(wo)式泵的(de)(de)設計中,密(mi)封(feng)腔內由于逆循(xun)(xun)環(huan)(huan)產生的(de)(de)壓差而會(hui)顯著改善密(mi)封(feng)效(xiao)果。