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發布時(shi)間:2022-01-04 11:25:56 人氣:125931 來源(yuan):
1.泵自身構體(ti)引起的振動
離(li)心泵是由軸(zhou)、軸(zhou)承及安裝(zhuang)(zhuang)在軸(zhou)上的葉輪,驅動(dong)(dong)裝(zhuang)(zhuang)置(如電機、汽輪機、燃氣輪機驅動(dong)(dong)等)構(gou)成的。泵軸(zhou)振(zhen)動(dong)(dong)、轉子不(bu)平(ping)衡、驅動(dong)(dong)軸(zhou)不(bu)同(tong)心、軸(zhou)承缺陷、葉片及軸(zhou)上其(qi)他部(bu)件松動(dong)(dong)等,都有可(ke)能引起(qi)振(zhen)動(dong)(dong)。使用振(zhen)動(dong)(dong)監測裝(zhuang)(zhuang)置可(ke)以測得單個振(zhen)動(dong)(dong)頻率,用于分(fen)析(xi)這些振(zhen)源(yuan)類(lei)型。
裝在泵軸上的前郭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前郭機械密封中的(de)彈(dan)性元件(jian)固有(you)頻(pin)率相同,就(jiu)可造成摩擦副磨損(sun)加快(kuai)或疲勞損(sun)傷。當然,這種損(sun)傷還有(you)其他(ta)因素。所以在設計或選(xuan)型時(shi),必須保(bao)證可預測的(de)共振頻(pin)率不要與激勵頻(pin)率重(zhong)合,應采取(qu)可靠減振措施(shi),設計的(de)臨界轉(zhuan)(zhuan)速不能與工(gong)作轉(zhuan)(zhuan)速相距太(tai)近;在操作溫(wen)度下,將安(an)裝(zhuang)誤(wu)差減至最小(xiao),因為這些誤(wu)差會導致密封彈(dan)性裝(zhuang)置的(de)位移;轉(zhuan)(zhuan)子要充分平(ping)衡;垂直安(an)裝(zhuang)軸(zhou)上的(de)軸(zhou)承,其承受的(de)載(zai)荷應使滾動件(jian)打滑(hua)的(de)可能性減至最小(xiao)。
需要說明的是:
(1)前郭機械密封的彈(dan)性(xing)元件(包括單(dan)彈(dan)簧和多彈(dan)簧),彈(dan)簧本(ben)身可(ke)承(cheng)受大部分振(zhen)動(dong)載(zai)荷,輔助(zhu)密封也(ye)有一定減振(zhen)效(xiao)果,如(ru)楔形環、O形圈、膨脹石墨等(deng);
(2)對于(yu)支承在彈簧(huang)上的質量較小的密封(feng),如石墨密封(feng)環(huan)的結構,其固(gu)有頻(pin)率相對較大;
(3)支承在低彈(dan)性(xing)彈(dan)簧上的(de)質量較大的(de)密封(feng),其固有頻率相對較小,且腔體內壓力較低情況下出現共振可能性(xing)較小,金(jin)屬波紋(wen)管型密封(feng)根據不同(tong)的(de)強度設計,其彈(dan)性(xing)有高有低;
(4)由于沒有滑(hua)動的輔助(zhu)密(mi)封,所以依靠密(mi)封端(duan)面(mian)上的液(ye)膜或(huo)液(ye)體減振(zhen),當(dang)然(ran)也可以設計(ji)帶滑(hua)動的輔助(zhu)密(mi)封,提高它(ta)的穩定性和(he)剛性;
(5)大多數前郭機械密封的固有頻率都遠高于正常的操作轉速,對于金屬波紋管型前郭機械密封,要特別(bie)注意避免軸向共振(zhen),異常振(zhen)動會加劇波紋管疲勞斷裂。如泵軸上(shang)軸承(cheng)的軸向游隙(xi)調整不當就容易出現這現象。
另(ling)外(wai)根(gen)據密封(feng)環材料(liao)的不同,特別(bie)是(shi)當(dang)采用(yong)碳(tan)化(hua)鎢(wu)類高密度(du)材料(liao)時(shi),更應注(zhu)意共振問題。因此(ci),當(dang)支承在彈(dan)性元件(jian)的密封(feng)環需要采用(yong)硬質材料(liao)時(shi),條件(jian)允許情況下(xia)一(yi)般(ban)都選(xuan)用(yong)密度(du)相對較(jiao)低的碳(tan)化(hua)硅(gui)、陶瓷等材料(liao)。
2.在正常(chang)及擾動條件下產生的振動
泵運行時,其轉子及前郭機械密封會受到(dao)液力振動影響(xiang),當流(liu)量(liang)發生(sheng)變化(hua)時,葉輪入口處(chu)液體(ti)會產(chan)(chan)生(sheng)波動,若不是在最(zui)佳效率(lv)下(xia)運行,葉輪入口及擴壓管(guan)處(chu)的(de)流(liu)體(ti)壓頭(tou)會增(zeng)大(da)。低于或高于最(zui)佳效率(lv)點的(de)流(liu)量(liang)時,或輸送介質無法達到(dao)泵(beng)的(de)氣蝕余(yu)量(liang)時,都可能產(chan)(chan)生(sheng)氣蝕現(xian)象,則密封激(ji)振就(jiu)更明(ming)顯。另(ling)外,入口處(chu)介質的(de)流(liu)動還(huan)會受到(dao)泵(beng)內(nei)介質自循環的(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,防止介質在前郭機械密封的表面氣蝕(shi)產生激振(zhen)。
3.溫度及壓(ya)力變(bian)化(hua)使泵變(bian)形而產生(sheng)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,引起前郭機械密封振動。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。由于前郭機械密封的一側(ce)固定在(zai)殼(ke)體上,而另一端固定在(zai)轉軸上,所以必須有吸收(shou)這兩(liang)種不同(tong)振動的能力。
壓力也能使泵體變形,從而多前郭機械密封產(chan)生(sheng)(sheng)(sheng)干擾。當密(mi)封腔內壓力發生(sheng)(sheng)(sheng)變化(hua)時(shi),作用在密(mi)封端面上的載荷也會隨之(zhi)發生(sheng)(sheng)(sheng)變化(hua),從而產(chan)生(sheng)(sheng)(sheng)突變載荷引(yin)起振動。
4.制造(zao)安(an)裝(zhuang)原因產生的振動(dong)
密(mi)封(feng)(feng)(feng)端面(mian)粗糙度過大,不(bu)能保(bao)證很(hen)好的(de)(de)貼合性,密(mi)封(feng)(feng)(feng)的(de)(de)穩定(ding)性就(jiu)會(hui)受到影響,影響程度不(bu)僅取決于(yu)密(mi)封(feng)(feng)(feng)的(de)(de)具體結構,而且取決于(yu)密(mi)封(feng)(feng)(feng)運行參數。密(mi)封(feng)(feng)(feng)每旋轉一周(zhou)其補(bu)償環(huan)都要作相應的(de)(de)運行,從而保(bao)證密(mi)封(feng)(feng)(feng)端面(mian)的(de)(de)貼合性。對于(yu)滑(hua)動輔助密(mi)封(feng)(feng)(feng)件,如O形圈(quan)或楔形環(huan),密(mi)封(feng)(feng)(feng)面(mian)上的(de)(de)載荷(he)沿圓周(zhou)變(bian)化,應盡(jin)量(liang)防止不(bu)受載荷(he)的(de)(de)一側(ce)發生泄漏,受載荷(he)的(de)(de)一側(ce)出現過度磨損的(de)(de)現象。泄漏會(hui)使流體的(de)(de)雜粒(li)滲(shen)到端面(mian)液(ye)膜(mo)中,從而加速密(mi)封(feng)(feng)(feng)端面(mian)磨損。
密封件在(zai)加工過程中,一般不(bu)能用機械方法(fa)加以平(ping)衡(heng)。在(zai)設(she)計(ji)中要(yao)盡(jin)量減少不(bu)平(ping)衡(heng)因素,如單彈簧就會造(zao)成(cheng)不(bu)平(ping)衡(heng),特別是(shi)在(zai)制造(zao)粗(cu)糙的動(dong)(dong)環(huan)或向(xiang)密封件傳遞的動(dong)(dong)力具有“尾隨(sui)脈(mo)沖”情(qing)況時(shi),更應(ying)注意不(bu)平(ping)衡(heng)問題。
在采(cai)用內裝式(shi)機(ji)械密(mi)封(feng)時,作(zuo)用在密(mi)封(feng)上的沖擊力常常是由泵送介(jie)質的自循環造(zao)成(cheng)的。為確保密(mi)封(feng)性能,自循環液體應從兩密(mi)封(feng)端(duan)的外側通過。若流量過大,則作(zuo)用在密(mi)封(feng)環上的沖擊力可能會使密(mi)封(feng)端(duan)錯(cuo)位(wei),其后果自然是振動。
為減輕振動的(de)(de)影響,可以(yi)使自循(xun)(xun)環流體,由切向入口;如有(you)可能,循(xun)(xun)環流量可以(yi)通過密(mi)(mi)封腔內襯套的(de)(de)配合間隙加以(yi)控制(zhi),或(huo)者將密(mi)(mi)封腔內的(de)(de)吸入管(guan)和排(pai)出管(guan)反接,使流向改變而(er)形(xing)成逆循(xun)(xun)環。后一種方法常(chang)在立式泵(beng)中采用(yong),因為它同時解(jie)決(jue)了密(mi)(mi)封腔上(shang)部的(de)(de)排(pai)氣問題;但是,這常(chang)被(bei)人(ren)們(men)所忽視(shi),甚至在臥式泵(beng)的(de)(de)設計中,密(mi)(mi)封腔內由于逆循(xun)(xun)環產(chan)生的(de)(de)壓差而(er)會(hui)顯著改善密(mi)(mi)封效果。