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發布時間:2022-01-04 11:25:56 人氣:127015 來源:
1.泵自身構體(ti)引(yin)起(qi)的振動
離(li)心泵是由軸(zhou)(zhou)、軸(zhou)(zhou)承(cheng)及(ji)安裝(zhuang)(zhuang)在(zai)軸(zhou)(zhou)上的葉輪,驅動(dong)(dong)裝(zhuang)(zhuang)置(zhi)(如(ru)電機(ji)、汽輪機(ji)、燃(ran)氣輪機(ji)驅動(dong)(dong)等)構成(cheng)的。泵軸(zhou)(zhou)振(zhen)動(dong)(dong)、轉子不(bu)平衡、驅動(dong)(dong)軸(zhou)(zhou)不(bu)同心、軸(zhou)(zhou)承(cheng)缺(que)陷、葉片及(ji)軸(zhou)(zhou)上其他部件(jian)松動(dong)(dong)等,都有可能(neng)引起振(zhen)動(dong)(dong)。使(shi)用(yong)振(zhen)動(dong)(dong)監測裝(zhuang)(zhuang)置(zhi)可以測得單個(ge)振(zhen)動(dong)(dong)頻率,用(yong)于(yu)分析這(zhe)些振(zhen)源類(lei)型。
裝在泵軸上的南呂鎮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南呂鎮機械密封中(zhong)的(de)(de)彈性(xing)元件固有(you)(you)頻率(lv)(lv)相同(tong),就可造成摩擦副(fu)磨損(sun)加快或疲勞損(sun)傷(shang)(shang)。當然,這(zhe)種損(sun)傷(shang)(shang)還有(you)(you)其他因(yin)素。所以在設(she)計(ji)或選(xuan)型時(shi),必(bi)須保證可預測的(de)(de)共振頻率(lv)(lv)不(bu)要(yao)與(yu)激勵頻率(lv)(lv)重(zhong)合,應采(cai)取可靠減振措施,設(she)計(ji)的(de)(de)臨(lin)界轉速不(bu)能與(yu)工作轉速相距太近;在操(cao)作溫度下,將安(an)裝(zhuang)誤差減至(zhi)最(zui)小,因(yin)為(wei)這(zhe)些誤差會導致密(mi)封彈性(xing)裝(zhuang)置(zhi)的(de)(de)位移(yi);轉子(zi)要(yao)充分(fen)平衡;垂直安(an)裝(zhuang)軸(zhou)上的(de)(de)軸(zhou)承(cheng),其承(cheng)受(shou)的(de)(de)載荷應使滾動(dong)件打(da)滑(hua)的(de)(de)可能性(xing)減至(zhi)最(zui)小。
需要說明的是:
(1)南呂鎮機械密封的彈(dan)(dan)性(xing)元件(包(bao)括單(dan)彈(dan)(dan)簧和多彈(dan)(dan)簧),彈(dan)(dan)簧本身可承受(shou)大部(bu)分振動載荷(he),輔(fu)助密封也(ye)有(you)一定減振效果,如楔形(xing)環、O形(xing)圈(quan)、膨脹石墨等;
(2)對(dui)于支承在彈(dan)簧上的質量(liang)較小的密(mi)封(feng),如石墨密(mi)封(feng)環的結(jie)構,其(qi)固有頻率相對(dui)較大;
(3)支承在(zai)低彈性(xing)彈簧上的質量較(jiao)大的密封(feng),其(qi)固(gu)有(you)頻率(lv)相對較(jiao)小,且腔體(ti)內壓力較(jiao)低情(qing)況下出(chu)現(xian)共振可能性(xing)較(jiao)小,金屬波紋(wen)管型密封(feng)根據不同的強(qiang)度(du)設計,其(qi)彈性(xing)有(you)高有(you)低;
(4)由于沒有滑動的輔助密封(feng),所以(yi)依靠密封(feng)端面上(shang)的液膜或液體(ti)減(jian)振(zhen),當(dang)然(ran)也可以(yi)設計帶滑動的輔助密封(feng),提(ti)高(gao)它(ta)的穩定性和剛(gang)性;
(5)大多數南呂鎮機械密封的固有頻率都遠高于正常的操作轉速,對于金屬波紋管型南呂鎮機械密封,要特(te)別注(zhu)意避免軸向(xiang)共振(zhen),異常振(zhen)動會加劇波紋管(guan)疲勞斷裂。如泵軸上軸承的軸向(xiang)游隙調整(zheng)不當(dang)就容易出現這現象。
另外根據密(mi)封環材料(liao)(liao)的不同(tong),特別是當采用(yong)碳化(hua)鎢(wu)類高密(mi)度材料(liao)(liao)時,更應注意共振問題。因此,當支承在彈性(xing)元件的密(mi)封環需要(yao)采用(yong)硬質材料(liao)(liao)時,條件允(yun)許情況下一般(ban)都選(xuan)用(yong)密(mi)度相(xiang)對較低的碳化(hua)硅、陶瓷等材料(liao)(liao)。
2.在正常及擾動條件下產生的振動
泵運行時,其轉子及南呂鎮機械密封會受(shou)到(dao)(dao)液力(li)振動(dong)(dong)影響,當流量(liang)發生(sheng)(sheng)(sheng)變化時(shi),葉輪入(ru)(ru)口處液體(ti)會產生(sheng)(sheng)(sheng)波動(dong)(dong),若(ruo)不是在最佳效(xiao)率下運行,葉輪入(ru)(ru)口及擴壓管處的(de)流體(ti)壓頭(tou)會增大。低于或(huo)高于最佳效(xiao)率點的(de)流量(liang)時(shi),或(huo)輸送介(jie)質(zhi)無法達到(dao)(dao)泵的(de)氣蝕余量(liang)時(shi),都可能產生(sheng)(sheng)(sheng)氣蝕現象,則密封激振就更明顯。另外(wai),入(ru)(ru)口處介(jie)質(zhi)的(de)流動(dong)(dong)還會受(shou)到(dao)(dao)泵內(nei)介(jie)質(zhi)自循環(huan)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,防止介質在南呂鎮機械密封的表面氣(qi)蝕產生激振。
3.溫度及壓力(li)變化使泵變形而(er)產(chan)生(sheng)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,引起南呂鎮機械密封振動。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。由于南呂鎮機械密封的一側固定在殼(ke)體上,而另一端固定在轉軸上,所(suo)以必(bi)須(xu)有吸收這(zhe)兩種不(bu)同振動的能力。
壓力也能使泵體變形,從而多南呂鎮機械密封產(chan)生干擾(rao)。當(dang)密封腔內壓力發生變(bian)(bian)化(hua)時,作(zuo)用(yong)在密封端面(mian)上的載荷也會隨(sui)之(zhi)發生變(bian)(bian)化(hua),從(cong)而產(chan)生突變(bian)(bian)載荷引起振(zhen)動。
4.制造(zao)安裝原因產(chan)生的振動
密(mi)(mi)封(feng)端面(mian)(mian)粗糙度(du)過(guo)大(da),不能保證(zheng)很好(hao)的(de)(de)貼(tie)合(he)性(xing)(xing),密(mi)(mi)封(feng)的(de)(de)穩(wen)定性(xing)(xing)就會(hui)受(shou)到影響(xiang)(xiang),影響(xiang)(xiang)程度(du)不僅取決于(yu)密(mi)(mi)封(feng)的(de)(de)具體結構(gou),而(er)且取決于(yu)密(mi)(mi)封(feng)運(yun)行參數。密(mi)(mi)封(feng)每旋轉一(yi)周其補償環都要(yao)作(zuo)相應的(de)(de)運(yun)行,從(cong)(cong)而(er)保證(zheng)密(mi)(mi)封(feng)端面(mian)(mian)的(de)(de)貼(tie)合(he)性(xing)(xing)。對于(yu)滑動輔助(zhu)密(mi)(mi)封(feng)件,如O形(xing)圈或(huo)楔(xie)形(xing)環,密(mi)(mi)封(feng)面(mian)(mian)上的(de)(de)載(zai)荷沿圓周變化,應盡量(liang)防止不受(shou)載(zai)荷的(de)(de)一(yi)側發生泄(xie)(xie)漏,受(shou)載(zai)荷的(de)(de)一(yi)側出現過(guo)度(du)磨(mo)損的(de)(de)現象。泄(xie)(xie)漏會(hui)使流體的(de)(de)雜(za)粒滲到端面(mian)(mian)液膜中,從(cong)(cong)而(er)加(jia)速密(mi)(mi)封(feng)端面(mian)(mian)磨(mo)損。
密(mi)封(feng)(feng)件在(zai)(zai)加(jia)工(gong)過程中(zhong)(zhong),一般不能(neng)用機械方法加(jia)以平衡。在(zai)(zai)設計中(zhong)(zhong)要盡(jin)量減少不平衡因素,如單彈簧(huang)就會造成不平衡,特別是在(zai)(zai)制造粗糙的(de)動環(huan)或向密(mi)封(feng)(feng)件傳遞的(de)動力具有“尾隨脈沖”情(qing)況時,更應注意不平衡問題。
在采用(yong)內裝(zhuang)式機械密(mi)封時(shi),作用(yong)在密(mi)封上的(de)沖(chong)擊力常常是由(you)泵送介質的(de)自循環(huan)造成的(de)。為確(que)保密(mi)封性能(neng),自循環(huan)液體應從兩密(mi)封端的(de)外側通過。若流量過大,則作用(yong)在密(mi)封環(huan)上的(de)沖(chong)擊力可能(neng)會使密(mi)封端錯(cuo)位,其(qi)后果自然是振動。
為(wei)減(jian)輕振動的(de)(de)影響,可以使(shi)自循環流(liu)體,由切向入口;如有可能,循環流(liu)量可以通過密(mi)(mi)(mi)封腔(qiang)內襯套(tao)的(de)(de)配合間(jian)隙(xi)加以控制(zhi),或(huo)者將密(mi)(mi)(mi)封腔(qiang)內的(de)(de)吸入管(guan)和排出管(guan)反接,使(shi)流(liu)向改變而形成(cheng)逆(ni)循環。后一(yi)種方法(fa)常在立式泵中(zhong)采(cai)用,因為(wei)它同時解決(jue)了密(mi)(mi)(mi)封腔(qiang)上部(bu)的(de)(de)排氣問題(ti);但(dan)是,這常被(bei)人們所(suo)忽(hu)視,甚(shen)至(zhi)在臥式泵的(de)(de)設計中(zhong),密(mi)(mi)(mi)封腔(qiang)內由于逆(ni)循環產生的(de)(de)壓差而會顯著改善密(mi)(mi)(mi)封效果。