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發布時(shi)間:2022-01-04 11:25:56 人(ren)氣:123297 來源:
1.泵自(zi)身構體引起的(de)振動(dong)
離(li)心泵是(shi)由軸(zhou)(zhou)(zhou)、軸(zhou)(zhou)(zhou)承及(ji)安裝在軸(zhou)(zhou)(zhou)上的葉輪,驅(qu)動(dong)(dong)(dong)裝置(如電機(ji)、汽輪機(ji)、燃氣輪機(ji)驅(qu)動(dong)(dong)(dong)等)構成的。泵軸(zhou)(zhou)(zhou)振(zhen)動(dong)(dong)(dong)、轉子不(bu)平(ping)衡、驅(qu)動(dong)(dong)(dong)軸(zhou)(zhou)(zhou)不(bu)同心、軸(zhou)(zhou)(zhou)承缺陷、葉片及(ji)軸(zhou)(zhou)(zhou)上其他部件松動(dong)(dong)(dong)等,都有(you)可能引起振(zhen)動(dong)(dong)(dong)。使用(yong)振(zhen)動(dong)(dong)(dong)監測裝置可以(yi)測得單個振(zhen)動(dong)(dong)(dong)頻率(lv),用(yong)于分(fen)析這(zhe)些(xie)振(zhen)源類型。
裝在泵軸上的金寨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寨機械密封中(zhong)的(de)(de)彈性(xing)元件固有頻率(lv)相(xiang)同,就可造成摩(mo)擦副磨損加快或疲勞損傷。當然,這種損傷還有其他因素。所以在(zai)設計(ji)或選型時,必須保證可預測的(de)(de)共振頻率(lv)不要(yao)與激勵頻率(lv)重合,應(ying)采取可靠減振措(cuo)施,設計(ji)的(de)(de)臨界轉(zhuan)(zhuan)速(su)不能與工作轉(zhuan)(zhuan)速(su)相(xiang)距太近;在(zai)操作溫度下(xia),將安(an)裝誤差減至最小,因為(wei)這些誤差會導致密(mi)封彈性(xing)裝置的(de)(de)位移;轉(zhuan)(zhuan)子要(yao)充分平衡;垂直(zhi)安(an)裝軸上的(de)(de)軸承(cheng),其承(cheng)受的(de)(de)載荷應(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)金寨機械密封的彈性元件(包括單彈簧和多彈簧),彈簧本身可承受大(da)部分振動載荷,輔助密封也(ye)有一定減振效果(guo),如(ru)楔形(xing)環、O形(xing)圈、膨脹石墨等;
(2)對于(yu)支承在彈(dan)簧上的(de)質量(liang)較小的(de)密封,如石墨(mo)密封環的(de)結構,其固有頻率相對較大;
(3)支承在低(di)彈(dan)性(xing)彈(dan)簧上(shang)的質(zhi)量(liang)較(jiao)大的密封(feng),其固有(you)頻率相對較(jiao)小,且腔(qiang)體(ti)內(nei)壓力較(jiao)低(di)情況下出現(xian)共振可能性(xing)較(jiao)小,金屬(shu)波紋管型密封(feng)根據不同的強度設計,其彈(dan)性(xing)有(you)高有(you)低(di);
(4)由于沒有滑動(dong)的輔助密(mi)封(feng),所以(yi)依靠(kao)密(mi)封(feng)端面上的液(ye)膜或液(ye)體減振,當然也可以(yi)設(she)計帶滑動(dong)的輔助密(mi)封(feng),提高它的穩定性和剛(gang)性;
(5)大多數金寨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寨機械密封,要特別注意(yi)避免軸(zhou)向共(gong)振(zhen),異常振(zhen)動會加劇波紋管疲勞斷(duan)裂(lie)。如泵(beng)軸(zhou)上(shang)軸(zhou)承的軸(zhou)向游隙調(diao)整不當就(jiu)容易出現這現象。
另外根據密封環(huan)材料(liao)的(de)不同,特別(bie)是當(dang)采(cai)用碳化鎢類高密度(du)材料(liao)時,更應注意共(gong)振問題。因此,當(dang)支承在彈性元件的(de)密封環(huan)需要(yao)采(cai)用硬質(zhi)材料(liao)時,條件允(yun)許情況下一般(ban)都選用密度(du)相(xiang)對較低的(de)碳化硅、陶瓷等材料(liao)。
2.在正(zheng)常及擾動條件下產生的(de)振動
泵運行時,其轉子及金寨機械密封會(hui)(hui)受到(dao)液力振(zhen)動(dong)影響(xiang),當流(liu)量發生(sheng)(sheng)變化時,葉輪(lun)入(ru)口處(chu)(chu)液體(ti)會(hui)(hui)產(chan)(chan)生(sheng)(sheng)波動(dong),若(ruo)不是在最佳(jia)效率下運(yun)行,葉輪(lun)入(ru)口及擴壓(ya)管處(chu)(chu)的(de)流(liu)體(ti)壓(ya)頭會(hui)(hui)增大。低(di)于或(huo)(huo)高于最佳(jia)效率點的(de)流(liu)量時,或(huo)(huo)輸送介質無法達到(dao)泵的(de)氣(qi)蝕余量時,都可(ke)能產(chan)(chan)生(sheng)(sheng)氣(qi)蝕現象,則密封激振(zhen)就更明(ming)顯(xian)。另(ling)外,入(ru)口處(chu)(chu)介質的(de)流(liu)動(dong)還會(hui)(hui)受到(dao)泵內介質自循環的(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,防止介質在金寨機械密封的表面氣蝕(shi)產生激振。
3.溫度及壓力(li)變(bian)(bian)化使(shi)泵變(bian)(bian)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,引起金寨機械密封振動。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。由于金寨機械密封的一側固定在殼體(ti)上(shang),而另(ling)一端(duan)固定在轉軸上(shang),所以必須有吸收這兩種不(bu)同振動的能力。
壓力也能使泵體變形,從而多金寨機械密封產(chan)生(sheng)干擾。當密封(feng)腔內壓力發生(sheng)變(bian)化時,作用在(zai)密封(feng)端面上(shang)的(de)載荷也(ye)會隨之(zhi)發生(sheng)變(bian)化,從而產(chan)生(sheng)突變(bian)載荷引起振動。
4.制造安(an)裝原(yuan)因產生的振動
密(mi)封(feng)(feng)(feng)端(duan)(duan)面粗糙度過大,不(bu)能保證很好(hao)的(de)(de)(de)貼合性,密(mi)封(feng)(feng)(feng)的(de)(de)(de)穩定性就會(hui)(hui)受到影響,影響程度不(bu)僅取決(jue)(jue)于密(mi)封(feng)(feng)(feng)的(de)(de)(de)具體結構(gou),而(er)(er)且取決(jue)(jue)于密(mi)封(feng)(feng)(feng)運行參數。密(mi)封(feng)(feng)(feng)每旋轉一(yi)(yi)周其補償環都要作相(xiang)應(ying)的(de)(de)(de)運行,從而(er)(er)保證密(mi)封(feng)(feng)(feng)端(duan)(duan)面的(de)(de)(de)貼合性。對于滑動輔(fu)助密(mi)封(feng)(feng)(feng)件,如O形圈或楔形環,密(mi)封(feng)(feng)(feng)面上的(de)(de)(de)載(zai)荷沿圓周變化,應(ying)盡量防止不(bu)受載(zai)荷的(de)(de)(de)一(yi)(yi)側發生(sheng)泄(xie)漏,受載(zai)荷的(de)(de)(de)一(yi)(yi)側出現過度磨(mo)損的(de)(de)(de)現象。泄(xie)漏會(hui)(hui)使流體的(de)(de)(de)雜粒滲到端(duan)(duan)面液(ye)膜中,從而(er)(er)加速密(mi)封(feng)(feng)(feng)端(duan)(duan)面磨(mo)損。
密封件(jian)(jian)在加工過程中,一般不(bu)能用(yong)機(ji)械方法加以平(ping)衡(heng)(heng)。在設計中要盡量減少不(bu)平(ping)衡(heng)(heng)因素,如單彈簧就會(hui)造成不(bu)平(ping)衡(heng)(heng),特別是在制造粗糙的動(dong)環或向密封件(jian)(jian)傳(chuan)遞的動(dong)力具有“尾隨脈沖”情況時,更應注(zhu)意不(bu)平(ping)衡(heng)(heng)問題。
在(zai)采用內裝式機械密(mi)(mi)封時,作用在(zai)密(mi)(mi)封上(shang)(shang)的(de)沖(chong)擊力常常是由泵送介(jie)質(zhi)的(de)自(zi)循環(huan)造成的(de)。為(wei)確保密(mi)(mi)封性(xing)能,自(zi)循環(huan)液體(ti)應從兩密(mi)(mi)封端的(de)外側通過(guo)。若流量(liang)過(guo)大,則作用在(zai)密(mi)(mi)封環(huan)上(shang)(shang)的(de)沖(chong)擊力可能會使密(mi)(mi)封端錯位,其后果自(zi)然是振動。
為減輕振(zhen)動(dong)的(de)(de)影響,可以(yi)使(shi)自(zi)循(xun)(xun)環流體,由(you)切向(xiang)入口;如有可能(neng),循(xun)(xun)環流量可以(yi)通過密(mi)封(feng)腔(qiang)(qiang)內(nei)襯套的(de)(de)配合(he)間隙加(jia)以(yi)控制,或者將密(mi)封(feng)腔(qiang)(qiang)內(nei)的(de)(de)吸入管(guan)和排出管(guan)反接,使(shi)流向(xiang)改變(bian)而形成逆循(xun)(xun)環。后一種方法(fa)常(chang)(chang)在(zai)(zai)立式(shi)泵中采用,因(yin)為它同時解決了密(mi)封(feng)腔(qiang)(qiang)上(shang)部(bu)的(de)(de)排氣(qi)問題;但是,這常(chang)(chang)被人們所忽視,甚至在(zai)(zai)臥式(shi)泵的(de)(de)設計中,密(mi)封(feng)腔(qiang)(qiang)內(nei)由(you)于逆循(xun)(xun)環產生的(de)(de)壓差(cha)而會(hui)顯(xian)著改善密(mi)封(feng)效果(guo)。