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發布時(shi)間:2022-01-04 11:25:56 人氣:126492 來源:
1.泵自身(shen)構體引起的振(zhen)動
離(li)心(xin)泵是由軸(zhou)、軸(zhou)承及安裝在軸(zhou)上的葉輪(lun),驅動(dong)裝置(如電機(ji)(ji)、汽(qi)輪(lun)機(ji)(ji)、燃(ran)氣(qi)輪(lun)機(ji)(ji)驅動(dong)等)構成的。泵軸(zhou)振(zhen)(zhen)動(dong)、轉子(zi)不(bu)平衡、驅動(dong)軸(zhou)不(bu)同(tong)心(xin)、軸(zhou)承缺陷、葉片及軸(zhou)上其他部件松動(dong)等,都有可(ke)能引起振(zhen)(zhen)動(dong)。使用(yong)振(zhen)(zhen)動(dong)監(jian)測(ce)裝置可(ke)以測(ce)得單個振(zhen)(zhen)動(dong)頻率,用(yong)于分析這些振(zhen)(zhen)源類型。
裝在泵軸上的平谷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平谷機械密封中(zhong)的彈性元件固有頻率相同,就可造成摩擦副(fu)磨損加(jia)快或(huo)疲勞損傷。當然,這種損傷還有其他因素。所以在設計(ji)或(huo)選型時,必須保證可預測的共(gong)振(zhen)頻率不要與(yu)激勵頻率重合,應(ying)采取可靠(kao)減(jian)振(zhen)措施,設計(ji)的臨界(jie)轉(zhuan)速(su)(su)不能與(yu)工作(zuo)轉(zhuan)速(su)(su)相距太近;在操作(zuo)溫度下,將安(an)裝(zhuang)(zhuang)誤差減(jian)至最小,因為這些(xie)誤差會(hui)導致密封彈性裝(zhuang)(zhuang)置的位(wei)移;轉(zhuan)子要充分平衡;垂(chui)直安(an)裝(zhuang)(zhuang)軸上的軸承,其承受的載(zai)荷應(ying)使滾動件打滑的可能性減(jian)至最小。
需要說明的是:
(1)平谷機械密封的(de)彈(dan)性元件(包括單(dan)彈(dan)簧(huang)和多彈(dan)簧(huang)),彈(dan)簧(huang)本身可承(cheng)受大部(bu)分振(zhen)動載荷,輔助密封也有一定(ding)減振(zhen)效果,如楔形環、O形圈、膨脹石墨(mo)等;
(2)對于支承在彈簧(huang)上的(de)質量較小的(de)密封,如石墨密封環的(de)結構,其固有頻率相對較大;
(3)支(zhi)承在(zai)低(di)彈(dan)性彈(dan)簧上的質量較(jiao)大的密封(feng),其固有頻率(lv)相對(dui)較(jiao)小,且腔體內壓力較(jiao)低(di)情況下出(chu)現共振可(ke)能性較(jiao)小,金屬(shu)波(bo)紋管型密封(feng)根據不同的強度(du)設計,其彈(dan)性有高有低(di);
(4)由于(yu)沒有滑動(dong)的(de)(de)輔助密(mi)封,所以依靠密(mi)封端面(mian)上(shang)的(de)(de)液膜(mo)或(huo)液體(ti)減振(zhen),當然也可(ke)以設計(ji)帶滑動(dong)的(de)(de)輔助密(mi)封,提高它的(de)(de)穩定(ding)性(xing)和剛性(xing);
(5)大多數平谷機械密封的固有頻率都遠高于正常的操作轉速,對于金屬波紋管型平谷機械密封,要特(te)別注(zhu)意避免軸(zhou)(zhou)向(xiang)共振,異常振動會加(jia)劇(ju)波紋管疲勞斷(duan)裂。如泵(beng)軸(zhou)(zhou)上軸(zhou)(zhou)承的軸(zhou)(zhou)向(xiang)游隙調整不當就容易出(chu)現這現象(xiang)。
另(ling)外(wai)根據密(mi)封環材(cai)料(liao)的不同,特(te)別(bie)是當(dang)采(cai)(cai)用(yong)碳(tan)化鎢類高密(mi)度材(cai)料(liao)時,更應注意共振問題。因此,當(dang)支承在彈性元(yuan)件的密(mi)封環需要采(cai)(cai)用(yong)硬(ying)質材(cai)料(liao)時,條件允許情況下一(yi)般都(dou)選用(yong)密(mi)度相對較低的碳(tan)化硅(gui)、陶瓷等材(cai)料(liao)。
2.在(zai)正常及擾動(dong)條件下產生的振動(dong)
泵運行時,其轉子及平谷機械密封會受(shou)到液力振(zhen)動影(ying)響,當流量發生(sheng)變化(hua)時(shi),葉輪入(ru)口(kou)(kou)處(chu)液體(ti)(ti)會產生(sheng)波動,若不是在(zai)最佳效率(lv)下運行,葉輪入(ru)口(kou)(kou)及擴壓管(guan)處(chu)的(de)流體(ti)(ti)壓頭會增大。低于(yu)或高(gao)于(yu)最佳效率(lv)點的(de)流量時(shi),或輸送介質(zhi)無法達到泵的(de)氣蝕余量時(shi),都(dou)可能(neng)產生(sheng)氣蝕現象,則密封激振(zhen)就更明(ming)顯。另外,入(ru)口(kou)(kou)處(chu)介質(zhi)的(de)流動還會受(shou)到泵內介質(zhi)自循環(huan)的(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,防止介質在平谷機械密封的表面氣蝕產生激(ji)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,引起平谷機械密封振動。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。由于平谷機械密封的(de)一側(ce)固定(ding)在(zai)殼體上,而另一端固定(ding)在(zai)轉軸上,所以必須有吸收這(zhe)兩(liang)種不同振動的(de)能力。
壓力也能使泵體變形,從而多平谷機械密封產生(sheng)干擾。當密(mi)封腔內壓(ya)力發生(sheng)變(bian)化(hua)時,作用在密(mi)封端面上的載(zai)荷(he)也會隨(sui)之發生(sheng)變(bian)化(hua),從而產生(sheng)突變(bian)載(zai)荷(he)引起振(zhen)動(dong)。
4.制造(zao)安裝原因產生的振動
密(mi)(mi)(mi)(mi)封端面(mian)粗糙度(du)過大,不能保(bao)證很好的(de)(de)(de)貼合性(xing),密(mi)(mi)(mi)(mi)封的(de)(de)(de)穩定性(xing)就(jiu)會受到(dao)影(ying)(ying)響,影(ying)(ying)響程度(du)不僅取決于密(mi)(mi)(mi)(mi)封的(de)(de)(de)具體結(jie)構,而(er)且取決于密(mi)(mi)(mi)(mi)封運行參數(shu)。密(mi)(mi)(mi)(mi)封每(mei)旋轉一周(zhou)其補償環都要作相應的(de)(de)(de)運行,從(cong)而(er)保(bao)證密(mi)(mi)(mi)(mi)封端面(mian)的(de)(de)(de)貼合性(xing)。對于滑(hua)動輔助密(mi)(mi)(mi)(mi)封件,如O形圈或楔(xie)形環,密(mi)(mi)(mi)(mi)封面(mian)上的(de)(de)(de)載荷沿圓周(zhou)變化(hua),應盡(jin)量(liang)防止不受載荷的(de)(de)(de)一側發生泄漏,受載荷的(de)(de)(de)一側出現過度(du)磨損(sun)的(de)(de)(de)現象(xiang)。泄漏會使流體的(de)(de)(de)雜粒(li)滲到(dao)端面(mian)液膜中,從(cong)而(er)加速密(mi)(mi)(mi)(mi)封端面(mian)磨損(sun)。
密封件在加工過程中,一般(ban)不(bu)能用機械方法加以平(ping)(ping)(ping)衡(heng)。在設計中要盡量(liang)減少不(bu)平(ping)(ping)(ping)衡(heng)因素,如單(dan)彈簧就會(hui)造成不(bu)平(ping)(ping)(ping)衡(heng),特別是在制造粗糙的動(dong)環或向密封件傳遞的動(dong)力具(ju)有“尾隨(sui)脈沖”情(qing)況時,更應注(zhu)意不(bu)平(ping)(ping)(ping)衡(heng)問題。
在(zai)(zai)采用內(nei)裝式機械密(mi)封(feng)時,作(zuo)用在(zai)(zai)密(mi)封(feng)上(shang)的沖(chong)擊力常常是由泵送(song)介(jie)質的自(zi)(zi)循環造成的。為確保密(mi)封(feng)性(xing)能,自(zi)(zi)循環液(ye)體應從兩密(mi)封(feng)端的外側(ce)通(tong)過(guo)。若流量過(guo)大(da),則作(zuo)用在(zai)(zai)密(mi)封(feng)環上(shang)的沖(chong)擊力可(ke)能會使密(mi)封(feng)端錯(cuo)位,其后果自(zi)(zi)然是振(zhen)動。
為減輕振動的(de)(de)影響(xiang),可以使自循環流體,由切向入口(kou);如(ru)有可能(neng),循環流量可以通過密(mi)(mi)封(feng)腔(qiang)內(nei)襯套(tao)的(de)(de)配合間隙(xi)加以控制(zhi),或者將(jiang)密(mi)(mi)封(feng)腔(qiang)內(nei)的(de)(de)吸入管和排出管反接,使流向改變而(er)形成逆循環。后一(yi)種方法(fa)常在立式泵中采用,因為它(ta)同時(shi)解決(jue)了密(mi)(mi)封(feng)腔(qiang)上部的(de)(de)排氣問題;但是,這(zhe)常被人(ren)們所忽視,甚至在臥式泵的(de)(de)設計中,密(mi)(mi)封(feng)腔(qiang)內(nei)由于逆循環產生的(de)(de)壓差而(er)會顯著改善(shan)密(mi)(mi)封(feng)效果。