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發布時間:2022-01-04 11:25:56 人氣:127018 來源:
1.泵(beng)自身構體(ti)引起的振動
離心泵(beng)是由軸(zhou)、軸(zhou)承(cheng)及安裝(zhuang)在軸(zhou)上(shang)的(de)葉(xie)輪(lun),驅(qu)動裝(zhuang)置(zhi)(如電機、汽輪(lun)機、燃氣(qi)輪(lun)機驅(qu)動等)構(gou)成(cheng)的(de)。泵(beng)軸(zhou)振(zhen)動、轉子不平衡、驅(qu)動軸(zhou)不同心、軸(zhou)承(cheng)缺(que)陷、葉(xie)片及軸(zhou)上(shang)其他(ta)部件松動等,都有可能引(yin)起振(zhen)動。使用(yong)振(zhen)動監測(ce)(ce)裝(zhuang)置(zhi)可以測(ce)(ce)得單個振(zhen)動頻(pin)率,用(yong)于分析(xi)這些(xie)振(zhen)源類型。
裝在泵軸上的龍泉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龍泉機械密封中的(de)彈(dan)性(xing)(xing)元件(jian)固有頻(pin)率相同,就(jiu)可造(zao)成摩擦副磨損(sun)加快或(huo)疲(pi)勞損(sun)傷。當然,這種損(sun)傷還(huan)有其(qi)他因(yin)素。所以在(zai)設計或(huo)選型時(shi),必須保證可預(yu)測的(de)共(gong)振(zhen)頻(pin)率不要(yao)與激勵頻(pin)率重(zhong)合,應采取(qu)可靠減振(zhen)措施,設計的(de)臨界轉(zhuan)(zhuan)速不能與工作轉(zhuan)(zhuan)速相距(ju)太近;在(zai)操作溫度(du)下,將安(an)裝誤(wu)差(cha)(cha)減至最小(xiao),因(yin)為這些誤(wu)差(cha)(cha)會導致密封彈(dan)性(xing)(xing)裝置(zhi)的(de)位移(yi);轉(zhuan)(zhuan)子要(yao)充分平衡;垂直(zhi)安(an)裝軸上的(de)軸承,其(qi)承受的(de)載荷(he)應使(shi)滾(gun)動件(jian)打滑的(de)可能性(xing)(xing)減至最小(xiao)。
需要說明的是:
(1)龍泉機械密封的彈(dan)性元件(包括單彈(dan)簧(huang)和多(duo)彈(dan)簧(huang)),彈(dan)簧(huang)本身可承受大部分振動載荷,輔(fu)助密封也有(you)一定(ding)減(jian)振效果,如楔形(xing)環(huan)、O形(xing)圈、膨脹(zhang)石墨等;
(2)對(dui)于支承(cheng)在彈簧上的質量較小(xiao)的密封(feng),如石(shi)墨密封(feng)環的結構,其固有頻率(lv)相對(dui)較大;
(3)支承在低彈性彈簧上的質量(liang)較大的密(mi)封,其(qi)固有(you)(you)頻率相對較小,且腔體(ti)內壓力較低情況下出現共振可能性較小,金屬波紋管型(xing)密(mi)封根據不同(tong)的強(qiang)度設(she)計,其(qi)彈性有(you)(you)高有(you)(you)低;
(4)由于沒(mei)有(you)滑動(dong)的(de)輔(fu)助密(mi)封,所以依(yi)靠密(mi)封端(duan)面上的(de)液膜或液體減振,當然(ran)也可以設計(ji)帶滑動(dong)的(de)輔(fu)助密(mi)封,提高它的(de)穩定性和剛(gang)性;
(5)大多數龍泉機械密封的固有頻率都遠高于正常的操作轉速,對于金屬波紋管型龍泉機械密封,要特(te)別注意避免軸(zhou)向共振,異常振動會加劇(ju)波紋管疲勞(lao)斷裂。如泵軸(zhou)上軸(zhou)承(cheng)的(de)軸(zhou)向游隙調整不當(dang)就容(rong)易出現這(zhe)現象。
另外根據(ju)密(mi)封環(huan)材料的不同,特別(bie)是當采(cai)用(yong)碳化鎢類高密(mi)度(du)材料時(shi),更應注意共振問題。因此(ci),當支承在彈性元件的密(mi)封環(huan)需要采(cai)用(yong)硬(ying)質(zhi)材料時(shi),條件允許情況(kuang)下一般都選用(yong)密(mi)度(du)相對較低的碳化硅(gui)、陶瓷(ci)等(deng)材料。
2.在正常及擾動(dong)條件下(xia)產生(sheng)的振動(dong)
泵運行時,其轉子及龍泉機械密封會(hui)受(shou)到液(ye)力(li)振動影(ying)響(xiang),當流(liu)量(liang)發生變化時,葉(xie)輪(lun)入(ru)口(kou)處液(ye)體(ti)會(hui)產(chan)(chan)生波動,若不是在最佳效率下運行,葉(xie)輪(lun)入(ru)口(kou)及擴壓管處的(de)(de)(de)流(liu)體(ti)壓頭會(hui)增大。低于或高于最佳效率點的(de)(de)(de)流(liu)量(liang)時,或輸(shu)送介(jie)質(zhi)(zhi)無法達到泵的(de)(de)(de)氣蝕(shi)余量(liang)時,都可能產(chan)(chan)生氣蝕(shi)現象(xiang),則密封(feng)激振就更明顯。另外,入(ru)口(kou)處介(jie)質(zhi)(zhi)的(de)(de)(de)流(liu)動還會(hui)受(shou)到泵內介(jie)質(zhi)(zhi)自循(xun)環的(de)(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,防止介質在龍泉機械密封的(de)表面氣蝕產生激振(zhen)。
3.溫度(du)及壓力變化使泵(beng)變形(xing)而產(chan)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,引起龍泉機械密封振動。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。由于龍泉機械密封的一(yi)側固定在(zai)(zai)殼體上(shang),而另一(yi)端固定在(zai)(zai)轉軸上(shang),所以必須有吸收這兩種不同振動的能力。
壓力也能使泵體變形,從而多龍泉機械密封產生干擾。當(dang)密封腔內(nei)壓(ya)力發生變化時,作用(yong)在密封端面上(shang)的載荷也會隨之發生變化,從而產生突(tu)變載荷引(yin)起振動(dong)。
4.制造安裝原(yuan)因產(chan)生(sheng)的振動
密(mi)(mi)封(feng)(feng)(feng)(feng)(feng)端(duan)面粗糙度(du)過大,不(bu)能(neng)保證很好(hao)的(de)貼(tie)合性(xing),密(mi)(mi)封(feng)(feng)(feng)(feng)(feng)的(de)穩定性(xing)就會受(shou)到(dao)(dao)影響,影響程度(du)不(bu)僅取決于(yu)密(mi)(mi)封(feng)(feng)(feng)(feng)(feng)的(de)具體(ti)結構,而且取決于(yu)密(mi)(mi)封(feng)(feng)(feng)(feng)(feng)運行參數。密(mi)(mi)封(feng)(feng)(feng)(feng)(feng)每旋轉一(yi)周(zhou)其(qi)補償環(huan)都要作相(xiang)應的(de)運行,從而保證密(mi)(mi)封(feng)(feng)(feng)(feng)(feng)端(duan)面的(de)貼(tie)合性(xing)。對(dui)于(yu)滑(hua)動輔(fu)助密(mi)(mi)封(feng)(feng)(feng)(feng)(feng)件(jian),如(ru)O形(xing)(xing)圈或楔形(xing)(xing)環(huan),密(mi)(mi)封(feng)(feng)(feng)(feng)(feng)面上的(de)載荷沿圓(yuan)周(zhou)變(bian)化,應盡量防止不(bu)受(shou)載荷的(de)一(yi)側發生泄漏,受(shou)載荷的(de)一(yi)側出現過度(du)磨損的(de)現象。泄漏會使流體(ti)的(de)雜粒滲到(dao)(dao)端(duan)面液膜中(zhong),從而加速密(mi)(mi)封(feng)(feng)(feng)(feng)(feng)端(duan)面磨損。
密(mi)(mi)封(feng)件在(zai)加工過程(cheng)中,一般不(bu)能用機械(xie)方法加以平(ping)衡(heng)。在(zai)設(she)計中要盡量減(jian)少(shao)不(bu)平(ping)衡(heng)因(yin)素(su),如單彈簧就會(hui)造成不(bu)平(ping)衡(heng),特別(bie)是在(zai)制(zhi)造粗糙(cao)的動環或向密(mi)(mi)封(feng)件傳遞的動力具有“尾隨脈沖”情況時,更(geng)應(ying)注意不(bu)平(ping)衡(heng)問題。
在采用內(nei)裝式(shi)機械密封(feng)(feng)時,作用在密封(feng)(feng)上的沖擊(ji)力常(chang)常(chang)是由泵送介質(zhi)的自循環造成(cheng)的。為確保密封(feng)(feng)性能(neng),自循環液體應從兩密封(feng)(feng)端(duan)的外側通(tong)過(guo)。若(ruo)流量過(guo)大,則作用在密封(feng)(feng)環上的沖擊(ji)力可(ke)能(neng)會使密封(feng)(feng)端(duan)錯位,其后果自然是振(zhen)動。
為減輕振動的(de)(de)(de)影響(xiang),可以(yi)使自(zi)循環(huan)流體,由(you)切向入口;如有(you)可能,循環(huan)流量可以(yi)通(tong)過密(mi)封腔內(nei)襯(chen)套的(de)(de)(de)配合間隙加以(yi)控(kong)制,或者將密(mi)封腔內(nei)的(de)(de)(de)吸入管(guan)(guan)和排(pai)出(chu)管(guan)(guan)反接,使流向改變而(er)(er)形成逆循環(huan)。后一種方法(fa)常在(zai)立(li)式(shi)(shi)泵中采(cai)用,因為它(ta)同時解(jie)決了密(mi)封腔上部的(de)(de)(de)排(pai)氣問題;但是,這(zhe)常被人(ren)們(men)所忽(hu)視,甚至在(zai)臥式(shi)(shi)泵的(de)(de)(de)設計中,密(mi)封腔內(nei)由(you)于逆循環(huan)產生的(de)(de)(de)壓(ya)差(cha)而(er)(er)會顯著改善密(mi)封效果。