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發布時間:2022-01-04 11:25:56 人氣:118932 來源:
1.泵自(zi)身(shen)構體引起的(de)振(zhen)動
離心泵(beng)是由軸(zhou)、軸(zhou)承(cheng)(cheng)及安裝在軸(zhou)上(shang)的葉(xie)(xie)輪,驅(qu)動(dong)(dong)(dong)(dong)裝置(如電機(ji)、汽輪機(ji)、燃氣輪機(ji)驅(qu)動(dong)(dong)(dong)(dong)等(deng))構(gou)成的。泵(beng)軸(zhou)振(zhen)動(dong)(dong)(dong)(dong)、轉子不平衡、驅(qu)動(dong)(dong)(dong)(dong)軸(zhou)不同心、軸(zhou)承(cheng)(cheng)缺陷、葉(xie)(xie)片及軸(zhou)上(shang)其他部件松動(dong)(dong)(dong)(dong)等(deng),都(dou)有(you)可能(neng)引(yin)起(qi)振(zhen)動(dong)(dong)(dong)(dong)。使用振(zhen)動(dong)(dong)(dong)(dong)監測(ce)裝置可以測(ce)得單個振(zhen)動(dong)(dong)(dong)(dong)頻率,用于分(fen)析(xi)這些振(zhen)源(yuan)類型。
裝在泵軸上的隆子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隆子機械密封中的彈(dan)性元件(jian)固有(you)頻(pin)率(lv)相同,就可造(zao)成摩(mo)擦副(fu)磨損(sun)加快或(huo)疲勞損(sun)傷。當然,這種(zhong)損(sun)傷還有(you)其他因素。所以(yi)在設計或(huo)選型時(shi),必須保證(zheng)可預測的共振(zhen)頻(pin)率(lv)不(bu)要與(yu)激勵頻(pin)率(lv)重(zhong)合(he),應(ying)采取可靠減振(zhen)措(cuo)施,設計的臨界轉(zhuan)(zhuan)速不(bu)能與(yu)工作轉(zhuan)(zhuan)速相距太近;在操作溫度下,將安裝誤(wu)差減至最(zui)小(xiao),因為這些誤(wu)差會(hui)導致密封彈(dan)性裝置(zhi)的位移;轉(zhuan)(zhuan)子要充分平衡;垂直安裝軸(zhou)上的軸(zhou)承(cheng),其承(cheng)受的載荷(he)應(ying)使滾(gun)動(dong)件(jian)打(da)滑的可能性減至最(zui)小(xiao)。
需要說明的是:
(1)隆子機械密封的彈(dan)(dan)(dan)(dan)性(xing)元件(包括單(dan)彈(dan)(dan)(dan)(dan)簧和(he)多彈(dan)(dan)(dan)(dan)簧),彈(dan)(dan)(dan)(dan)簧本(ben)身(shen)可承(cheng)受大部(bu)分振動載(zai)荷,輔(fu)助密封也有(you)一(yi)定減振效果,如(ru)楔形環、O形圈、膨脹石(shi)墨等;
(2)對(dui)于支(zhi)承在(zai)彈(dan)簧上的(de)質量較小的(de)密封,如石墨密封環的(de)結(jie)構,其固有頻率(lv)相對(dui)較大(da);
(3)支承在低彈(dan)(dan)性彈(dan)(dan)簧上的質量較(jiao)大的密封(feng),其(qi)固有頻率相對(dui)較(jiao)小,且腔(qiang)體內壓力(li)較(jiao)低情況下出現共振可能性較(jiao)小,金屬波紋管型密封(feng)根據(ju)不(bu)同的強度設計,其(qi)彈(dan)(dan)性有高有低;
(4)由于沒有(you)滑動的(de)輔助密(mi)封,所以依靠密(mi)封端面(mian)上的(de)液膜或液體減(jian)振,當然也可以設計帶(dai)滑動的(de)輔助密(mi)封,提(ti)高它的(de)穩(wen)定性和剛性;
(5)大多數隆子機械密封的固有頻率都遠高于正常的操作轉速,對于金屬波紋管型隆子機械密封,要(yao)特(te)別(bie)注意避免(mian)軸(zhou)向共振,異(yi)常振動會加劇波紋管疲勞斷裂。如泵軸(zhou)上軸(zhou)承的軸(zhou)向游隙(xi)調整不當就容易出現這現象(xiang)。
另外根據密(mi)封環(huan)材料(liao)的不同,特別是當采用碳化(hua)鎢(wu)類高(gao)密(mi)度材料(liao)時,更(geng)應注意(yi)共(gong)振問題。因此,當支承在彈(dan)性元件的密(mi)封環(huan)需(xu)要采用硬(ying)質材料(liao)時,條件允許情況下一般(ban)都選用密(mi)度相對較低(di)的碳化(hua)硅、陶(tao)瓷等(deng)材料(liao)。
2.在正常及擾動(dong)條(tiao)件下產生的振動(dong)
泵運行時,其轉子及隆子機械密封會(hui)(hui)受到液力振動影響,當流(liu)量(liang)發生變化時(shi),葉輪(lun)入口(kou)處液體(ti)(ti)會(hui)(hui)產(chan)(chan)生波(bo)動,若不是在最(zui)佳效(xiao)率下運行,葉輪(lun)入口(kou)及(ji)擴壓(ya)管(guan)處的(de)(de)流(liu)體(ti)(ti)壓(ya)頭會(hui)(hui)增大。低(di)于或高于最(zui)佳效(xiao)率點的(de)(de)流(liu)量(liang)時(shi),或輸送介質(zhi)無(wu)法達到泵的(de)(de)氣(qi)蝕余量(liang)時(shi),都可(ke)能產(chan)(chan)生氣(qi)蝕現(xian)象,則密封激振就更明顯。另(ling)外(wai),入口(kou)處介質(zhi)的(de)(de)流(liu)動還(huan)會(hui)(hui)受到泵內介質(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,防止介質在隆子機械密封的(de)表面氣蝕產生激振。
3.溫度及壓(ya)力(li)變化(hua)使泵變形而產生的振動
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,引起隆子機械密封振動。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。由于隆子機械密封的一側固(gu)定(ding)在殼體上,而(er)另一端固(gu)定(ding)在轉軸上,所以必須有吸收(shou)這(zhe)兩(liang)種不同振(zhen)動的能(neng)力。
壓力也能使泵體變形,從而多隆子機械密封產(chan)生(sheng)干擾。當(dang)密封腔內壓(ya)力發(fa)生(sheng)變(bian)(bian)化(hua)時,作用在密封端面上(shang)的(de)載荷也(ye)會隨之發(fa)生(sheng)變(bian)(bian)化(hua),從而產(chan)生(sheng)突變(bian)(bian)載荷引(yin)起振動。
4.制造安裝原因產(chan)生的振(zhen)動
密(mi)(mi)(mi)(mi)(mi)封(feng)端面(mian)粗糙度(du)過大,不(bu)(bu)能保(bao)證(zheng)很好的(de)(de)(de)貼合(he)性(xing),密(mi)(mi)(mi)(mi)(mi)封(feng)的(de)(de)(de)穩定(ding)性(xing)就(jiu)會受(shou)到(dao)影響,影響程度(du)不(bu)(bu)僅(jin)取決(jue)于(yu)密(mi)(mi)(mi)(mi)(mi)封(feng)的(de)(de)(de)具體結構,而且(qie)取決(jue)于(yu)密(mi)(mi)(mi)(mi)(mi)封(feng)運行(xing)參數。密(mi)(mi)(mi)(mi)(mi)封(feng)每旋(xuan)轉一周(zhou)(zhou)其(qi)補(bu)償環都要作相應(ying)的(de)(de)(de)運行(xing),從(cong)(cong)而保(bao)證(zheng)密(mi)(mi)(mi)(mi)(mi)封(feng)端面(mian)的(de)(de)(de)貼合(he)性(xing)。對于(yu)滑動輔助密(mi)(mi)(mi)(mi)(mi)封(feng)件,如O形(xing)圈或楔(xie)形(xing)環,密(mi)(mi)(mi)(mi)(mi)封(feng)面(mian)上的(de)(de)(de)載荷沿圓周(zhou)(zhou)變化,應(ying)盡量防止(zhi)不(bu)(bu)受(shou)載荷的(de)(de)(de)一側(ce)發(fa)生泄漏,受(shou)載荷的(de)(de)(de)一側(ce)出(chu)現過度(du)磨損的(de)(de)(de)現象。泄漏會使流體的(de)(de)(de)雜粒滲到(dao)端面(mian)液(ye)膜(mo)中,從(cong)(cong)而加(jia)速密(mi)(mi)(mi)(mi)(mi)封(feng)端面(mian)磨損。
密(mi)封(feng)件(jian)在加工(gong)過程(cheng)中,一般不能用機械(xie)方法(fa)加以平衡。在設計中要(yao)盡量減(jian)少不平衡因素,如單(dan)彈簧(huang)就會造(zao)成不平衡,特別是(shi)在制造(zao)粗糙的動環或向密(mi)封(feng)件(jian)傳(chuan)遞(di)的動力具有“尾隨脈沖”情況(kuang)時,更應(ying)注意不平衡問題(ti)。
在(zai)采用(yong)內裝式機械密(mi)(mi)封時,作用(yong)在(zai)密(mi)(mi)封上的(de)(de)沖擊(ji)(ji)力常常是由(you)泵送介質的(de)(de)自循環造(zao)成(cheng)的(de)(de)。為確保密(mi)(mi)封性(xing)能,自循環液體應從兩密(mi)(mi)封端的(de)(de)外側(ce)通過。若流(liu)量過大,則作用(yong)在(zai)密(mi)(mi)封環上的(de)(de)沖擊(ji)(ji)力可能會使密(mi)(mi)封端錯位,其后果自然是振動。
為減輕振動的(de)(de)影響,可(ke)以使自(zi)循環(huan)(huan)流體(ti),由切向(xiang)入口(kou);如有可(ke)能,循環(huan)(huan)流量(liang)可(ke)以通過密(mi)封腔內襯(chen)套的(de)(de)配(pei)合間隙加以控制(zhi),或者(zhe)將密(mi)封腔內的(de)(de)吸入管(guan)和排出(chu)管(guan)反接,使流向(xiang)改變而形成(cheng)逆(ni)循環(huan)(huan)。后一種(zhong)方法常(chang)在立(li)式泵中采(cai)用(yong),因(yin)為它同時解決(jue)了密(mi)封腔上部的(de)(de)排氣問題;但是,這(zhe)常(chang)被人們所(suo)忽視,甚至(zhi)在臥式泵的(de)(de)設計中,密(mi)封腔內由于(yu)逆(ni)循環(huan)(huan)產生的(de)(de)壓差(cha)而會顯著改善密(mi)封效果。