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發布時(shi)間:2022-01-04 11:25:56 人(ren)氣:126902 來(lai)源:
1.泵自身構體(ti)引起的振(zhen)動
離心泵是由軸(zhou)、軸(zhou)承(cheng)及安(an)裝(zhuang)在軸(zhou)上的葉輪(lun),驅(qu)動(dong)(dong)裝(zhuang)置(如電機(ji)(ji)(ji)、汽(qi)輪(lun)機(ji)(ji)(ji)、燃氣(qi)輪(lun)機(ji)(ji)(ji)驅(qu)動(dong)(dong)等(deng))構成的。泵軸(zhou)振(zhen)動(dong)(dong)、轉子不(bu)平衡、驅(qu)動(dong)(dong)軸(zhou)不(bu)同心、軸(zhou)承(cheng)缺陷、葉片及軸(zhou)上其(qi)他部件松動(dong)(dong)等(deng),都有可能(neng)引起振(zhen)動(dong)(dong)。使(shi)用振(zhen)動(dong)(dong)監測(ce)(ce)裝(zhuang)置可以(yi)測(ce)(ce)得單個振(zhen)動(dong)(dong)頻率,用于分析這些(xie)振(zhen)源類型。
裝在泵軸上的吉首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首機械密封中的(de)(de)彈性元件(jian)固有頻率相同,就可造(zao)成摩擦副(fu)磨損加快或疲勞損傷(shang)。當然(ran),這種損傷(shang)還有其(qi)他因素。所以(yi)在設計或選(xuan)型(xing)時,必須保證可預測的(de)(de)共振頻率不要與(yu)激(ji)勵頻率重(zhong)合,應采取(qu)可靠(kao)減(jian)振措施,設計的(de)(de)臨(lin)界轉速不能與(yu)工作(zuo)轉速相距太近;在操作(zuo)溫度下,將(jiang)安(an)裝誤(wu)差減(jian)至最小(xiao),因為(wei)這些誤(wu)差會導致密(mi)封彈性裝置的(de)(de)位移;轉子要充分平衡;垂直安(an)裝軸(zhou)上的(de)(de)軸(zhou)承(cheng),其(qi)承(cheng)受的(de)(de)載荷(he)應使(shi)滾動件(jian)打滑(hua)的(de)(de)可能性減(jian)至最小(xiao)。
需要說明的是:
(1)吉首機械密封的彈性元件(jian)(包(bao)括單(dan)彈簧和多彈簧),彈簧本身可承受(shou)大部分振(zhen)動載荷(he),輔助(zhu)密(mi)封也有一定減振(zhen)效果,如楔(xie)形環(huan)、O形圈(quan)、膨脹石墨等(deng);
(2)對于支承(cheng)在(zai)彈簧上的質(zhi)量(liang)較(jiao)小的密封,如石墨密封環的結構(gou),其(qi)固(gu)有頻率相對較(jiao)大;
(3)支(zhi)承(cheng)在(zai)低彈(dan)(dan)性(xing)彈(dan)(dan)簧上的質(zhi)量較(jiao)大的密(mi)封,其(qi)固(gu)有頻率相(xiang)對(dui)較(jiao)小(xiao),且腔體內(nei)壓力較(jiao)低情況下(xia)出現共振可(ke)能性(xing)較(jiao)小(xiao),金屬(shu)波紋(wen)管型密(mi)封根(gen)據不同的強度設計(ji),其(qi)彈(dan)(dan)性(xing)有高有低;
(4)由于沒有滑動的(de)(de)輔助密(mi)封(feng),所以依靠密(mi)封(feng)端面上的(de)(de)液膜或(huo)液體減(jian)振,當然也可以設計(ji)帶滑動的(de)(de)輔助密(mi)封(feng),提高它的(de)(de)穩定性和(he)剛性;
(5)大多數吉首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首機械密封,要特別注(zhu)意避免軸向共振,異常(chang)振動會加劇波紋(wen)管疲勞(lao)斷裂。如泵軸上軸承(cheng)的軸向游隙(xi)調整(zheng)不(bu)當就(jiu)容易出現(xian)這現(xian)象(xiang)。
另外根據密(mi)(mi)封(feng)環材料(liao)的不(bu)同,特別是當采用(yong)碳(tan)化鎢(wu)類高密(mi)(mi)度材料(liao)時(shi)(shi),更應注意共(gong)振問題。因此,當支(zhi)承在彈性元(yuan)件的密(mi)(mi)封(feng)環需要(yao)采用(yong)硬質材料(liao)時(shi)(shi),條件允許情況下一般都選用(yong)密(mi)(mi)度相對(dui)較低(di)的碳(tan)化硅、陶瓷等材料(liao)。
2.在(zai)正(zheng)常及(ji)擾(rao)動條件下(xia)產生(sheng)的振動
泵運行時,其轉子及吉首機械密封會受(shou)到(dao)液力振動(dong)(dong)影(ying)響,當流(liu)量發生變(bian)化時(shi),葉(xie)輪入(ru)口處(chu)液體(ti)會產(chan)生波動(dong)(dong),若不是(shi)在(zai)最(zui)佳效(xiao)率下(xia)運(yun)行,葉(xie)輪入(ru)口及擴壓管(guan)處(chu)的(de)流(liu)體(ti)壓頭會增大。低于或高于最(zui)佳效(xiao)率點的(de)流(liu)量時(shi),或輸送介(jie)質(zhi)無法(fa)達(da)到(dao)泵(beng)的(de)氣(qi)蝕余(yu)量時(shi),都可能(neng)產(chan)生氣(qi)蝕現象(xiang),則密封激振就更明顯(xian)。另(ling)外(wai),入(ru)口處(chu)介(jie)質(zhi)的(de)流(liu)動(dong)(dong)還(huan)會受(shou)到(dao)泵(beng)內(nei)介(jie)質(zhi)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,防止介質在吉首機械密封的(de)表(biao)面氣蝕(shi)產(chan)生激振。
3.溫度及壓(ya)力變化(hua)使(shi)泵變形而(er)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,引起吉首機械密封振動。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。由于吉首機械密封的一側(ce)固定在(zai)殼體上,而另一端(duan)固定在(zai)轉軸上,所以(yi)必(bi)須(xu)有吸(xi)收這兩(liang)種(zhong)不同振動的能力。
壓力也能使泵體變形,從而多吉首機械密封產生(sheng)干擾。當密封(feng)腔內(nei)壓力發(fa)生(sheng)變化時(shi),作用在密封(feng)端面上(shang)的載荷也會隨之發(fa)生(sheng)變化,從而產生(sheng)突變載荷引起振動。
4.制造安裝原因產生的振動(dong)
密封(feng)(feng)(feng)(feng)端(duan)面粗糙度過(guo)(guo)大,不(bu)能保(bao)證很好的(de)(de)(de)(de)(de)貼(tie)合性,密封(feng)(feng)(feng)(feng)的(de)(de)(de)(de)(de)穩定(ding)性就會(hui)受(shou)(shou)到影響(xiang),影響(xiang)程度不(bu)僅取決于密封(feng)(feng)(feng)(feng)的(de)(de)(de)(de)(de)具體結(jie)構,而且取決于密封(feng)(feng)(feng)(feng)運行參數。密封(feng)(feng)(feng)(feng)每旋轉一(yi)(yi)周(zhou)其(qi)補償環(huan)(huan)都要作(zuo)相應的(de)(de)(de)(de)(de)運行,從(cong)而保(bao)證密封(feng)(feng)(feng)(feng)端(duan)面的(de)(de)(de)(de)(de)貼(tie)合性。對于滑動(dong)輔助密封(feng)(feng)(feng)(feng)件,如(ru)O形圈或楔(xie)形環(huan)(huan),密封(feng)(feng)(feng)(feng)面上的(de)(de)(de)(de)(de)載(zai)荷(he)沿圓周(zhou)變化(hua),應盡量防(fang)止不(bu)受(shou)(shou)載(zai)荷(he)的(de)(de)(de)(de)(de)一(yi)(yi)側發(fa)生(sheng)泄漏,受(shou)(shou)載(zai)荷(he)的(de)(de)(de)(de)(de)一(yi)(yi)側出現過(guo)(guo)度磨損的(de)(de)(de)(de)(de)現象。泄漏會(hui)使(shi)流(liu)體的(de)(de)(de)(de)(de)雜粒(li)滲到端(duan)面液膜中,從(cong)而加速密封(feng)(feng)(feng)(feng)端(duan)面磨損。
密封件在加工過程中,一般不(bu)能用機械方法加以平(ping)(ping)衡(heng)。在設(she)計中要盡量減少不(bu)平(ping)(ping)衡(heng)因素,如單彈簧就(jiu)會(hui)造成不(bu)平(ping)(ping)衡(heng),特別是(shi)在制(zhi)造粗(cu)糙(cao)的動環或向(xiang)密封件傳(chuan)遞的動力(li)具(ju)有“尾隨脈沖”情況時,更應注意不(bu)平(ping)(ping)衡(heng)問題。
在(zai)(zai)采(cai)用內裝式(shi)機械密(mi)封(feng)時,作(zuo)用在(zai)(zai)密(mi)封(feng)上(shang)的(de)沖(chong)擊力常常是(shi)由泵送介(jie)質(zhi)的(de)自循環(huan)造成的(de)。為(wei)確保密(mi)封(feng)性能,自循環(huan)液體應從兩(liang)密(mi)封(feng)端(duan)的(de)外側通(tong)過。若(ruo)流量(liang)過大,則作(zuo)用在(zai)(zai)密(mi)封(feng)環(huan)上(shang)的(de)沖(chong)擊力可(ke)能會使(shi)密(mi)封(feng)端(duan)錯(cuo)位,其后果自然是(shi)振(zhen)動。
為(wei)減輕振動的影響,可(ke)以使(shi)自(zi)循環(huan)(huan)流(liu)體,由切向(xiang)入口;如(ru)有可(ke)能(neng),循環(huan)(huan)流(liu)量可(ke)以通過(guo)密封腔內(nei)襯(chen)套的配合間(jian)隙(xi)加以控制,或(huo)者將密封腔內(nei)的吸入管(guan)和排(pai)出管(guan)反接,使(shi)流(liu)向(xiang)改變而(er)形(xing)成逆循環(huan)(huan)。后一種方法常在立式泵中采用,因為(wei)它同時解決(jue)了密封腔上部的排(pai)氣問(wen)題;但是,這(zhe)常被人們所忽視(shi),甚至(zhi)在臥式泵的設(she)計(ji)中,密封腔內(nei)由于逆循環(huan)(huan)產(chan)生的壓差(cha)而(er)會顯(xian)著改善密封效果。