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發布時間:2022-01-04 11:25:56 人氣:125618 來(lai)源:
1.泵(beng)自身構體(ti)引起的(de)振動
離心(xin)泵是由軸(zhou)、軸(zhou)承及安裝在軸(zhou)上(shang)的葉(xie)輪,驅動(dong)裝置(如電機(ji)(ji)、汽(qi)輪機(ji)(ji)、燃(ran)氣輪機(ji)(ji)驅動(dong)等)構成(cheng)的。泵軸(zhou)振(zhen)動(dong)、轉子不平衡、驅動(dong)軸(zhou)不同心(xin)、軸(zhou)承缺陷、葉(xie)片及軸(zhou)上(shang)其他部件松(song)動(dong)等,都有可能(neng)引(yin)起振(zhen)動(dong)。使用振(zhen)動(dong)監(jian)測(ce)裝置可以測(ce)得單個(ge)振(zhen)動(dong)頻(pin)率,用于分析這(zhe)些(xie)振(zhen)源類型。
裝在泵軸上的平遠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遠機械密封中的(de)(de)彈性元件固有頻率(lv)相同(tong),就可(ke)(ke)造成(cheng)摩(mo)擦副磨損加快或疲勞損傷。當然,這種(zhong)損傷還(huan)有其他因素。所以在設(she)計(ji)或選型時,必須(xu)保(bao)證(zheng)可(ke)(ke)預測(ce)的(de)(de)共振頻率(lv)不(bu)要與(yu)激勵頻率(lv)重合,應采取可(ke)(ke)靠減振措施,設(she)計(ji)的(de)(de)臨(lin)界轉(zhuan)速不(bu)能與(yu)工作轉(zhuan)速相距太近;在操(cao)作溫度下,將安(an)裝(zhuang)(zhuang)誤差(cha)減至(zhi)(zhi)最小,因為這些誤差(cha)會導致密封彈性裝(zhuang)(zhuang)置的(de)(de)位(wei)移;轉(zhuan)子要充(chong)分平衡(heng);垂直安(an)裝(zhuang)(zhuang)軸上的(de)(de)軸承,其承受的(de)(de)載荷應使(shi)滾(gun)動件打(da)滑的(de)(de)可(ke)(ke)能性減至(zhi)(zhi)最小。
需要說明的是:
(1)平遠機械密封的彈(dan)(dan)(dan)性(xing)元件(包(bao)括單彈(dan)(dan)(dan)簧(huang)和多彈(dan)(dan)(dan)簧(huang)),彈(dan)(dan)(dan)簧(huang)本身可承受大部分振動載荷,輔助密封(feng)也(ye)有一定減振效果,如楔形環(huan)、O形圈、膨(peng)脹石墨(mo)等(deng);
(2)對于支承在彈簧上的(de)質量較小的(de)密封(feng),如石墨(mo)密封(feng)環的(de)結構,其固有(you)頻率相對較大;
(3)支(zhi)承(cheng)在(zai)低(di)彈性彈簧上的(de)質量(liang)較大的(de)密封(feng),其(qi)固有頻率(lv)相對較小(xiao),且(qie)腔(qiang)體內壓力(li)較低(di)情(qing)況下出現共(gong)振可能性較小(xiao),金屬(shu)波紋管型密封(feng)根據(ju)不(bu)同(tong)的(de)強度設(she)計,其(qi)彈性有高有低(di);
(4)由于沒有滑(hua)動(dong)的(de)輔助密封,所(suo)以依靠密封端(duan)面上的(de)液膜或液體減振,當(dang)然(ran)也可以設計帶滑(hua)動(dong)的(de)輔助密封,提高它(ta)的(de)穩(wen)定性和剛性;
(5)大多數平遠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遠機械密封,要(yao)特(te)別(bie)注意(yi)避免軸(zhou)向(xiang)共振,異常振動會加劇波(bo)紋管疲勞斷裂。如泵軸(zhou)上軸(zhou)承的軸(zhou)向(xiang)游(you)隙(xi)調整(zheng)不當就容易出(chu)現這現象。
另外根據密封環材(cai)料(liao)的(de)不同,特別是(shi)當采(cai)用碳化(hua)鎢類高密度材(cai)料(liao)時,更應注意共振問題(ti)。因此,當支(zhi)承在彈(dan)性元件(jian)的(de)密封環需(xu)要采(cai)用硬(ying)質(zhi)材(cai)料(liao)時,條件(jian)允許(xu)情況下一(yi)般都(dou)選用密度相對較低(di)的(de)碳化(hua)硅、陶瓷等材(cai)料(liao)。
2.在正常及擾動條件下產生(sheng)的振動
泵運行時,其轉子及平遠機械密封會(hui)(hui)(hui)受(shou)到液(ye)(ye)力振動影(ying)響(xiang),當流(liu)量發生變(bian)化時,葉輪入口處液(ye)(ye)體(ti)會(hui)(hui)(hui)產生波動,若不是在最佳效率下(xia)運行,葉輪入口及擴(kuo)壓(ya)管處的流(liu)體(ti)壓(ya)頭(tou)會(hui)(hui)(hui)增大。低于(yu)或高于(yu)最佳效率點(dian)的流(liu)量時,或輸(shu)送(song)介(jie)質無(wu)法達到泵(beng)(beng)的氣蝕(shi)余量時,都可能產生氣蝕(shi)現象,則(ze)密封激(ji)振就更明(ming)顯。另外,入口處介(jie)質的流(liu)動還會(hui)(hui)(hui)受(shou)到泵(beng)(beng)內(nei)介(jie)質自循環的干擾。
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,防止介質在平遠機械密封的表面氣蝕產生(sheng)激振。
3.溫度及壓力變化使泵變形而產(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,引起平遠機械密封振動。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。由于平遠機械密封的一側(ce)固(gu)定(ding)在殼(ke)體上,而另一端(duan)固(gu)定(ding)在轉軸上,所以必須有吸收這兩種(zhong)不同(tong)振動的能力(li)。
壓力也能使泵體變形,從而多平遠機械密封產(chan)生干擾。當密(mi)封腔內壓力發生變(bian)化(hua)時,作用在密(mi)封端面上(shang)的(de)載(zai)荷也會隨之發生變(bian)化(hua),從而產(chan)生突變(bian)載(zai)荷引起振動。
4.制造安裝(zhuang)原(yuan)因產生的振動
密(mi)(mi)(mi)(mi)封(feng)(feng)端面粗糙度(du)過(guo)大,不(bu)能(neng)保證很(hen)好的(de)(de)(de)貼合(he)性(xing)(xing),密(mi)(mi)(mi)(mi)封(feng)(feng)的(de)(de)(de)穩(wen)定性(xing)(xing)就(jiu)會受(shou)到影響(xiang),影響(xiang)程度(du)不(bu)僅取決于(yu)密(mi)(mi)(mi)(mi)封(feng)(feng)的(de)(de)(de)具(ju)體(ti)結構,而(er)且(qie)取決于(yu)密(mi)(mi)(mi)(mi)封(feng)(feng)運(yun)行參數。密(mi)(mi)(mi)(mi)封(feng)(feng)每旋轉一周(zhou)其補償環都要作相應(ying)的(de)(de)(de)運(yun)行,從(cong)而(er)保證密(mi)(mi)(mi)(mi)封(feng)(feng)端面的(de)(de)(de)貼合(he)性(xing)(xing)。對于(yu)滑(hua)動輔助密(mi)(mi)(mi)(mi)封(feng)(feng)件,如(ru)O形圈或楔(xie)形環,密(mi)(mi)(mi)(mi)封(feng)(feng)面上的(de)(de)(de)載(zai)荷(he)(he)沿(yan)圓周(zhou)變(bian)化,應(ying)盡量防(fang)止不(bu)受(shou)載(zai)荷(he)(he)的(de)(de)(de)一側發生泄(xie)漏,受(shou)載(zai)荷(he)(he)的(de)(de)(de)一側出現(xian)(xian)過(guo)度(du)磨(mo)損(sun)的(de)(de)(de)現(xian)(xian)象。泄(xie)漏會使流體(ti)的(de)(de)(de)雜粒滲到端面液膜中,從(cong)而(er)加速(su)密(mi)(mi)(mi)(mi)封(feng)(feng)端面磨(mo)損(sun)。
密封(feng)(feng)件(jian)在加工過程中(zhong),一般不能用機械方(fang)法加以(yi)平(ping)衡。在設計(ji)中(zhong)要(yao)盡量減少(shao)不平(ping)衡因素(su),如單彈簧就會造成(cheng)不平(ping)衡,特別(bie)是(shi)在制造粗糙(cao)的動(dong)環或向密封(feng)(feng)件(jian)傳遞(di)的動(dong)力具有(you)“尾隨(sui)脈沖(chong)”情況時,更應注意不平(ping)衡問題。
在(zai)采用(yong)內裝式機械密(mi)封(feng)(feng)時,作用(yong)在(zai)密(mi)封(feng)(feng)上的沖擊(ji)力常常是(shi)由泵送介質的自(zi)循(xun)環造成的。為確保密(mi)封(feng)(feng)性能,自(zi)循(xun)環液(ye)體應從兩密(mi)封(feng)(feng)端(duan)的外側(ce)通過(guo)。若(ruo)流(liu)量(liang)過(guo)大,則(ze)作用(yong)在(zai)密(mi)封(feng)(feng)環上的沖擊(ji)力可能會使密(mi)封(feng)(feng)端(duan)錯位,其(qi)后果(guo)自(zi)然(ran)是(shi)振動。
為減輕振動(dong)的影響(xiang),可以(yi)使自循環(huan)(huan)流體,由(you)切向入口(kou);如有可能,循環(huan)(huan)流量(liang)可以(yi)通過密(mi)封(feng)(feng)腔內襯套的配合(he)間(jian)隙加以(yi)控制,或者將(jiang)密(mi)封(feng)(feng)腔內的吸入管和排出(chu)管反接(jie),使流向改變而(er)形成(cheng)逆循環(huan)(huan)。后一(yi)種(zhong)方(fang)法常在(zai)立(li)式(shi)泵中(zhong)采用,因為它同時解決了密(mi)封(feng)(feng)腔上部的排氣問(wen)題(ti);但是(shi),這常被人們(men)所忽視,甚至在(zai)臥式(shi)泵的設計中(zhong),密(mi)封(feng)(feng)腔內由(you)于逆循環(huan)(huan)產生(sheng)的壓差而(er)會顯(xian)著(zhu)改善密(mi)封(feng)(feng)效果。