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發布(bu)時(shi)間(jian):2022-01-04 11:25:56 人氣:127012 來源:
1.泵自(zi)身構(gou)體引起(qi)的振動
離心泵是由軸(zhou)(zhou)(zhou)、軸(zhou)(zhou)(zhou)承及安裝在軸(zhou)(zhou)(zhou)上的葉輪(lun)(lun),驅動(dong)(dong)裝置(如電機、汽(qi)輪(lun)(lun)機、燃氣(qi)輪(lun)(lun)機驅動(dong)(dong)等)構成的。泵軸(zhou)(zhou)(zhou)振動(dong)(dong)、轉(zhuan)子不(bu)平衡、驅動(dong)(dong)軸(zhou)(zhou)(zhou)不(bu)同心、軸(zhou)(zhou)(zhou)承缺(que)陷(xian)、葉片及軸(zhou)(zhou)(zhou)上其他(ta)部件松動(dong)(dong)等,都有(you)可能引起振動(dong)(dong)。使用(yong)振動(dong)(dong)監測(ce)裝置可以測(ce)得(de)單個振動(dong)(dong)頻率,用(yong)于分析這些振源類型(xing)。
裝在泵軸上的墨脫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墨脫機械密封中的(de)(de)(de)彈(dan)(dan)性元(yuan)件固有頻率相同(tong),就可(ke)(ke)造成摩擦副磨損加快或疲勞損傷。當然(ran),這種損傷還有其他因素。所以在設計(ji)或選型時,必須保(bao)證可(ke)(ke)預測的(de)(de)(de)共振頻率不要與激勵頻率重合,應采取可(ke)(ke)靠減振措施,設計(ji)的(de)(de)(de)臨(lin)界轉速不能與工(gong)作(zuo)轉速相距太近;在操作(zuo)溫度下,將安(an)裝誤差減至最(zui)小,因為(wei)這些(xie)誤差會導致(zhi)密封(feng)彈(dan)(dan)性裝置的(de)(de)(de)位移(yi);轉子要充分平(ping)衡;垂直安(an)裝軸上(shang)的(de)(de)(de)軸承,其承受(shou)的(de)(de)(de)載荷(he)應使滾動件打滑的(de)(de)(de)可(ke)(ke)能性減至最(zui)小。
需要說明的是:
(1)墨脫機械密封的彈(dan)性元件(jian)(包括單彈(dan)簧和(he)多彈(dan)簧),彈(dan)簧本身可承受大部分振動載荷,輔助(zhu)密封(feng)也有一(yi)定減振效(xiao)果,如楔(xie)形環、O形圈、膨(peng)脹石墨等;
(2)對(dui)于支(zhi)承在彈簧(huang)上的質量較小(xiao)的密封,如(ru)石(shi)墨(mo)密封環的結構,其(qi)固有頻(pin)率(lv)相(xiang)對(dui)較大;
(3)支承在低彈性(xing)彈簧(huang)上(shang)的質(zhi)量(liang)較(jiao)大的密封,其固有頻率相對較(jiao)小,且腔(qiang)體內(nei)壓力較(jiao)低情況下出現(xian)共振可能性(xing)較(jiao)小,金屬波紋(wen)管型密封根據不(bu)同的強(qiang)度(du)設(she)計,其彈性(xing)有高有低;
(4)由于沒有滑動的輔(fu)助(zhu)密封(feng)(feng),所以依靠密封(feng)(feng)端面上(shang)的液(ye)膜或液(ye)體減振,當然也可(ke)以設(she)計帶滑動的輔(fu)助(zhu)密封(feng)(feng),提(ti)高(gao)它的穩定(ding)性和剛性;
(5)大多數墨脫機械密封的固有頻率都遠高于正常的操作轉速,對于金屬波紋管型墨脫機械密封,要特別注(zhu)意避(bi)免軸向(xiang)共振(zhen),異(yi)常振(zhen)動會(hui)加(jia)劇波紋管疲勞(lao)斷裂。如泵軸上軸承的軸向(xiang)游隙調整不當就容易出現(xian)這現(xian)象。
另外(wai)根據密(mi)(mi)封(feng)環(huan)材料的(de)(de)不同,特別是當采用(yong)(yong)碳(tan)化(hua)鎢(wu)類(lei)高密(mi)(mi)度材料時,更(geng)應(ying)注意共振問題。因此,當支(zhi)承在彈(dan)性元(yuan)件(jian)的(de)(de)密(mi)(mi)封(feng)環(huan)需(xu)要采用(yong)(yong)硬質材料時,條件(jian)允許情況下一般(ban)都選用(yong)(yong)密(mi)(mi)度相對較低(di)的(de)(de)碳(tan)化(hua)硅、陶瓷等材料。
2.在正常及擾動(dong)條件(jian)下產生的(de)振動(dong)
泵運行時,其轉子及墨脫機械密封會(hui)受到液力振動影(ying)響,當流(liu)量發生變化時(shi)(shi),葉輪入口(kou)處液體會(hui)產(chan)生波動,若不是在(zai)最佳效率下運(yun)行,葉輪入口(kou)及擴壓管處的流(liu)體壓頭(tou)會(hui)增大(da)。低于或(huo)高于最佳效率點的流(liu)量時(shi)(shi),或(huo)輸送介質無(wu)法(fa)達到泵的氣蝕(shi)余量時(shi)(shi),都可能產(chan)生氣蝕(shi)現象,則密封激(ji)振就更明(ming)顯。另(ling)外,入口(kou)處介質的流(liu)動還(huan)會(hui)受到泵內介質自循環(huan)的干(gan)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,防止介質在墨脫機械密封的表(biao)面氣蝕產生激振。
3.溫度及壓力變化(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,引起墨脫機械密封振動。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。由于墨脫機械密封的一側(ce)固定在(zai)殼體(ti)上(shang),而另一端固定在(zai)轉軸上(shang),所以必須有(you)吸收這兩種(zhong)不同振動的能力(li)。
壓力也能使泵體變形,從而多墨脫機械密封產生(sheng)干(gan)擾。當密封(feng)腔內壓力發生(sheng)變化時,作用在密封(feng)端面上(shang)的載(zai)荷(he)也會隨(sui)之發生(sheng)變化,從而產生(sheng)突變載(zai)荷(he)引起振動。
4.制造安裝原(yuan)因產生(sheng)的振動
密(mi)(mi)封(feng)(feng)端(duan)面粗糙度(du)過(guo)大(da),不(bu)能保證(zheng)很好的(de)貼合性,密(mi)(mi)封(feng)(feng)的(de)穩定(ding)性就會(hui)受(shou)到(dao)影(ying)響,影(ying)響程度(du)不(bu)僅取決于密(mi)(mi)封(feng)(feng)的(de)具體結構,而且取決于密(mi)(mi)封(feng)(feng)運(yun)行參數(shu)。密(mi)(mi)封(feng)(feng)每(mei)旋轉一周其補償環都(dou)要作相應(ying)(ying)的(de)運(yun)行,從而保證(zheng)密(mi)(mi)封(feng)(feng)端(duan)面的(de)貼合性。對于滑動輔(fu)助密(mi)(mi)封(feng)(feng)件,如(ru)O形(xing)(xing)圈或楔形(xing)(xing)環,密(mi)(mi)封(feng)(feng)面上(shang)的(de)載荷(he)沿圓周變化,應(ying)(ying)盡(jin)量防止不(bu)受(shou)載荷(he)的(de)一側(ce)發生泄漏,受(shou)載荷(he)的(de)一側(ce)出現過(guo)度(du)磨損(sun)的(de)現象(xiang)。泄漏會(hui)使流體的(de)雜(za)粒(li)滲(shen)到(dao)端(duan)面液膜中,從而加速密(mi)(mi)封(feng)(feng)端(duan)面磨損(sun)。
密(mi)封件在(zai)加工(gong)過程(cheng)中(zhong),一般不(bu)(bu)(bu)能用機械方法加以平衡(heng)。在(zai)設計(ji)中(zhong)要盡量減少不(bu)(bu)(bu)平衡(heng)因素,如單彈簧就會造(zao)成不(bu)(bu)(bu)平衡(heng),特別是(shi)在(zai)制(zhi)造(zao)粗糙的(de)動環或(huo)向(xiang)密(mi)封件傳遞的(de)動力(li)具有“尾(wei)隨脈沖”情況時,更應注意不(bu)(bu)(bu)平衡(heng)問題。
在采用內裝式(shi)機械密(mi)封(feng)時,作用在密(mi)封(feng)上的(de)沖(chong)擊力常常是(shi)由泵送介質的(de)自(zi)循環(huan)(huan)造成(cheng)的(de)。為確(que)保密(mi)封(feng)性(xing)能,自(zi)循環(huan)(huan)液體應(ying)從(cong)兩密(mi)封(feng)端(duan)的(de)外側通過。若流量過大,則作用在密(mi)封(feng)環(huan)(huan)上的(de)沖(chong)擊力可能會使(shi)密(mi)封(feng)端(duan)錯位,其后果自(zi)然是(shi)振動。
為減輕振動的(de)影響(xiang),可以(yi)(yi)使自循(xun)環(huan)流體,由切向入口;如(ru)有可能,循(xun)環(huan)流量可以(yi)(yi)通過密封(feng)腔(qiang)(qiang)內(nei)(nei)襯套的(de)配合間隙加(jia)以(yi)(yi)控(kong)制,或(huo)者(zhe)將密封(feng)腔(qiang)(qiang)內(nei)(nei)的(de)吸入管和(he)排(pai)出管反(fan)接,使流向改變而形(xing)成(cheng)逆循(xun)環(huan)。后一(yi)種方法常在(zai)立(li)式泵中采用,因為它同時解決了密封(feng)腔(qiang)(qiang)上部的(de)排(pai)氣(qi)問題;但是(shi),這常被人們所(suo)忽視,甚至在(zai)臥(wo)式泵的(de)設(she)計中,密封(feng)腔(qiang)(qiang)內(nei)(nei)由于逆循(xun)環(huan)產生的(de)壓差而會(hui)顯著改善密封(feng)效(xiao)果。