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發布時間:2022-01-04 11:25:56 人(ren)氣(qi):118958 來源:
1.泵自身構體引(yin)起的振動
離心泵是(shi)由軸(zhou)(zhou)、軸(zhou)(zhou)承及安(an)裝在軸(zhou)(zhou)上的葉輪,驅動裝置(如電機、汽輪機、燃氣輪機驅動等)構成(cheng)的。泵軸(zhou)(zhou)振動、轉(zhuan)子不平(ping)衡(heng)、驅動軸(zhou)(zhou)不同心、軸(zhou)(zhou)承缺陷、葉片(pian)及軸(zhou)(zhou)上其他部件(jian)松動等,都有可(ke)能引起振動。使用振動監測(ce)(ce)裝置可(ke)以測(ce)(ce)得(de)單個振動頻率(lv),用于(yu)分析(xi)這些振源(yuan)類型。
裝在泵軸上的六合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六合機械密封中的(de)彈(dan)性(xing)(xing)元件固有(you)頻(pin)率(lv)(lv)相同,就可(ke)(ke)造成摩擦副(fu)磨損加快或疲勞損傷(shang)。當然,這(zhe)種損傷(shang)還有(you)其他(ta)因素。所以在(zai)設計或選(xuan)型時,必須保證可(ke)(ke)預測的(de)共振頻(pin)率(lv)(lv)不要與(yu)激(ji)勵頻(pin)率(lv)(lv)重(zhong)合,應(ying)采(cai)取可(ke)(ke)靠減振措(cuo)施,設計的(de)臨界(jie)轉速不能與(yu)工作轉速相距太近;在(zai)操作溫度下,將安(an)裝誤差減至(zhi)最小,因為(wei)這(zhe)些誤差會(hui)導致密封彈(dan)性(xing)(xing)裝置(zhi)的(de)位移;轉子(zi)要充分(fen)平衡;垂(chui)直安(an)裝軸上的(de)軸承,其承受的(de)載荷應(ying)使滾動件打滑(hua)的(de)可(ke)(ke)能性(xing)(xing)減至(zhi)最小。
需要說明的是:
(1)六合機械密封的彈性元件(包括單彈簧和多彈簧),彈簧本身可承(cheng)受大部分(fen)振(zhen)(zhen)動載(zai)荷,輔助密(mi)封也有一(yi)定減振(zhen)(zhen)效(xiao)果,如楔形環(huan)、O形圈、膨脹(zhang)石墨等;
(2)對(dui)于(yu)支承在(zai)彈簧上的(de)質量較小(xiao)的(de)密(mi)封,如石(shi)墨密(mi)封環的(de)結構,其固有頻率相對(dui)較大(da);
(3)支承(cheng)在低(di)彈(dan)(dan)(dan)性(xing)彈(dan)(dan)(dan)簧上的質量較(jiao)(jiao)大的密封(feng),其固有頻(pin)率相對較(jiao)(jiao)小(xiao),且(qie)腔體內壓力較(jiao)(jiao)低(di)情(qing)況下出(chu)現共振可能性(xing)較(jiao)(jiao)小(xiao),金屬波紋管(guan)型密封(feng)根據不同的強度設計,其彈(dan)(dan)(dan)性(xing)有高有低(di);
(4)由(you)于(yu)沒有滑動的(de)輔(fu)助密封,所以(yi)依(yi)靠密封端面上的(de)液膜(mo)或(huo)液體減振,當然(ran)也(ye)可以(yi)設計帶滑動的(de)輔(fu)助密封,提高(gao)它的(de)穩定性(xing)和剛性(xing);
(5)大多數六合機械密封的固有頻率都遠高于正常的操作轉速,對于金屬波紋管型六合機械密封,要特(te)別注(zhu)意避免軸向(xiang)共振,異常振動會加劇波紋管疲勞斷裂(lie)。如泵軸上軸承(cheng)的軸向(xiang)游隙調(diao)整不(bu)當就容易出現(xian)這現(xian)象。
另外(wai)根據密(mi)封環材(cai)料(liao)的(de)(de)不(bu)同,特別是當采用碳化(hua)鎢(wu)類高(gao)密(mi)度材(cai)料(liao)時,更應注意(yi)共振問題。因此,當支承在彈性元(yuan)件的(de)(de)密(mi)封環需要采用硬質(zhi)材(cai)料(liao)時,條(tiao)件允(yun)許情(qing)況下一般都(dou)選用密(mi)度相對較低的(de)(de)碳化(hua)硅、陶瓷等材(cai)料(liao)。
2.在正常及擾動(dong)條(tiao)件下產生的(de)振動(dong)
泵運行時,其轉子及六合機械密封會(hui)受(shou)到(dao)液力振動影響,當(dang)流量(liang)發生變化時(shi),葉輪入(ru)口(kou)處(chu)(chu)液體會(hui)產(chan)(chan)生波動,若不是在最(zui)佳(jia)效率下(xia)運行,葉輪入(ru)口(kou)及擴(kuo)壓管處(chu)(chu)的(de)(de)流體壓頭會(hui)增大。低(di)于(yu)(yu)或高于(yu)(yu)最(zui)佳(jia)效率點的(de)(de)流量(liang)時(shi),或輸送介(jie)質(zhi)無法(fa)達(da)到(dao)泵(beng)的(de)(de)氣蝕余(yu)量(liang)時(shi),都可能產(chan)(chan)生氣蝕現象,則密(mi)封激(ji)振就更明(ming)顯。另外,入(ru)口(kou)處(chu)(chu)介(jie)質(zhi)的(de)(de)流動還(huan)會(hui)受(shou)到(dao)泵(beng)內介(jie)質(zhi)自(zi)循環(huan)的(de)(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,防止介質在六合機械密封的表面氣蝕產生激振。
3.溫度及壓(ya)力變(bian)化使(shi)泵變(bian)形(xing)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,引起六合機械密封振動。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。由于六合機械密封的(de)一側固定(ding)在殼體上,而另一端固定(ding)在轉軸(zhou)上,所以必須(xu)有吸收這兩種不同振動的(de)能(neng)力。
壓力也能使泵體變形,從而多六合機械密封產生干(gan)擾。當密封腔內壓(ya)力發生變(bian)化時,作用在密封端面(mian)上的(de)載荷也(ye)會(hui)隨之發生變(bian)化,從而(er)產生突(tu)變(bian)載荷引(yin)起振動。
4.制造安裝(zhuang)原因產生的(de)振(zhen)動
密封(feng)(feng)(feng)端(duan)面(mian)粗糙度(du)過大,不能保證很好的(de)(de)貼合性,密封(feng)(feng)(feng)的(de)(de)穩(wen)定性就會受到影響,影響程度(du)不僅取(qu)決于密封(feng)(feng)(feng)的(de)(de)具(ju)體結構,而(er)(er)且(qie)取(qu)決于密封(feng)(feng)(feng)運(yun)行(xing)參數。密封(feng)(feng)(feng)每旋轉一周其補償環都要(yao)作相應的(de)(de)運(yun)行(xing),從而(er)(er)保證密封(feng)(feng)(feng)端(duan)面(mian)的(de)(de)貼合性。對于滑動輔助(zhu)密封(feng)(feng)(feng)件(jian),如(ru)O形圈或楔(xie)形環,密封(feng)(feng)(feng)面(mian)上的(de)(de)載(zai)荷(he)沿圓周變化,應盡量(liang)防止不受載(zai)荷(he)的(de)(de)一側發生(sheng)泄漏,受載(zai)荷(he)的(de)(de)一側出現過度(du)磨損的(de)(de)現象(xiang)。泄漏會使流體的(de)(de)雜粒滲(shen)到端(duan)面(mian)液(ye)膜中,從而(er)(er)加速密封(feng)(feng)(feng)端(duan)面(mian)磨損。
密封(feng)件在(zai)加工過程中,一般不(bu)(bu)能用機械(xie)方法(fa)加以平衡。在(zai)設計中要盡量減少(shao)不(bu)(bu)平衡因素,如(ru)單彈簧就會造(zao)成不(bu)(bu)平衡,特別是在(zai)制造(zao)粗糙的(de)動環或(huo)向密封(feng)件傳遞的(de)動力具有“尾(wei)隨(sui)脈(mo)沖”情(qing)況時,更應注意不(bu)(bu)平衡問題。
在(zai)(zai)采(cai)用內裝(zhuang)式機械密(mi)封(feng)時(shi),作用在(zai)(zai)密(mi)封(feng)上的(de)(de)沖(chong)擊(ji)力(li)常(chang)常(chang)是由泵送介質的(de)(de)自(zi)循環造(zao)成(cheng)的(de)(de)。為確保密(mi)封(feng)性能(neng),自(zi)循環液體應從兩密(mi)封(feng)端的(de)(de)外側通過。若流(liu)量過大,則作用在(zai)(zai)密(mi)封(feng)環上的(de)(de)沖(chong)擊(ji)力(li)可能(neng)會使密(mi)封(feng)端錯(cuo)位,其后果(guo)自(zi)然是振動。
為減(jian)輕振(zhen)動的(de)影響,可(ke)以(yi)使自循環流(liu)體,由切向入(ru)口(kou);如(ru)有可(ke)能,循環流(liu)量可(ke)以(yi)通(tong)過密封腔內襯(chen)套的(de)配(pei)合間隙加以(yi)控(kong)制,或者將密封腔內的(de)吸(xi)入(ru)管和排(pai)出管反接,使流(liu)向改變而形成逆循環。后(hou)一種方(fang)法常(chang)在立(li)式(shi)泵中采用(yong),因為它同(tong)時解決了密封腔上部(bu)的(de)排(pai)氣問題(ti);但是,這常(chang)被人們所忽視,甚至在臥(wo)式(shi)泵的(de)設計中,密封腔內由于逆循環產生的(de)壓差而會顯著改善密封效果。