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發布時(shi)間:2022-01-04 11:25:56 人氣:126055 來源:
1.泵自(zi)身(shen)構體(ti)引起的(de)振動
離心泵是由軸(zhou)、軸(zhou)承及安裝(zhuang)(zhuang)在軸(zhou)上的葉輪(lun),驅動(dong)(dong)裝(zhuang)(zhuang)置(如電機、汽輪(lun)機、燃氣輪(lun)機驅動(dong)(dong)等(deng))構成的。泵軸(zhou)振(zhen)動(dong)(dong)、轉(zhuan)子不平衡(heng)、驅動(dong)(dong)軸(zhou)不同心、軸(zhou)承缺(que)陷(xian)、葉片及軸(zhou)上其他部件松動(dong)(dong)等(deng),都有可(ke)能引起振(zhen)動(dong)(dong)。使用振(zhen)動(dong)(dong)監測(ce)裝(zhuang)(zhuang)置可(ke)以測(ce)得單個(ge)振(zhen)動(dong)(dong)頻率,用于分析(xi)這(zhe)些振(zhen)源類型。
裝在泵軸上的青田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青田機械密封中的(de)(de)彈(dan)性(xing)元件固(gu)有頻(pin)率(lv)相同(tong),就可造成(cheng)摩(mo)擦副磨損(sun)加快或疲勞損(sun)傷(shang)。當然,這(zhe)種損(sun)傷(shang)還有其他(ta)因(yin)素。所以在(zai)設計或選(xuan)型時,必須保證可預測的(de)(de)共(gong)振頻(pin)率(lv)不要(yao)(yao)與(yu)(yu)激勵頻(pin)率(lv)重合,應(ying)采取可靠減(jian)振措施,設計的(de)(de)臨界轉速(su)不能與(yu)(yu)工作轉速(su)相距太近;在(zai)操作溫度下,將安(an)裝(zhuang)誤差減(jian)至(zhi)最(zui)小,因(yin)為這(zhe)些誤差會導(dao)致密(mi)封彈(dan)性(xing)裝(zhuang)置(zhi)的(de)(de)位(wei)移(yi);轉子要(yao)(yao)充(chong)分平衡(heng);垂直(zhi)安(an)裝(zhuang)軸上的(de)(de)軸承(cheng),其承(cheng)受(shou)的(de)(de)載荷(he)應(ying)使滾動(dong)件打滑的(de)(de)可能性(xing)減(jian)至(zhi)最(zui)小。
需要說明的是:
(1)青田機械密封的彈(dan)性元(yuan)件(包括單彈(dan)簧和多(duo)彈(dan)簧),彈(dan)簧本身可承受大部(bu)分振動載荷,輔助密(mi)封也(ye)有一定減振效果,如(ru)楔形(xing)環、O形(xing)圈、膨脹(zhang)石墨(mo)等;
(2)對于支承在彈簧上的質量(liang)較小的密封,如石墨密封環(huan)的結構,其固有(you)頻率相對較大;
(3)支承在(zai)低(di)(di)彈性(xing)彈簧上(shang)的質量(liang)較(jiao)(jiao)大的密(mi)(mi)封,其(qi)固有(you)頻率相對較(jiao)(jiao)小,且腔體(ti)內壓力較(jiao)(jiao)低(di)(di)情況下出現共振可能性(xing)較(jiao)(jiao)小,金屬(shu)波紋管型密(mi)(mi)封根據(ju)不(bu)同的強度設計,其(qi)彈性(xing)有(you)高有(you)低(di)(di);
(4)由(you)于沒(mei)有(you)滑動(dong)的輔助(zhu)密(mi)封,所以依靠密(mi)封端面上的液膜或液體(ti)減振,當然也(ye)可以設計帶(dai)滑動(dong)的輔助(zhu)密(mi)封,提高它(ta)的穩定性和剛性;
(5)大多數青田機械密封的固有頻率都遠高于正常的操作轉速,對于金屬波紋管型青田機械密封,要(yao)特別注(zhu)意(yi)避免軸向共振,異常振動會加(jia)劇波(bo)紋管疲勞斷(duan)裂(lie)。如泵軸上軸承的軸向游隙調整不當就(jiu)容(rong)易(yi)出現這現象(xiang)。
另外根據密(mi)(mi)封環(huan)材料(liao)(liao)的不同,特別(bie)是當(dang)采用(yong)(yong)碳化(hua)(hua)鎢(wu)類高密(mi)(mi)度材料(liao)(liao)時,更應注(zhu)意共(gong)振問題。因此,當(dang)支(zhi)承在(zai)彈性元件的密(mi)(mi)封環(huan)需要(yao)采用(yong)(yong)硬質材料(liao)(liao)時,條件允許情況下一般(ban)都選(xuan)用(yong)(yong)密(mi)(mi)度相對(dui)較低的碳化(hua)(hua)硅、陶(tao)瓷等材料(liao)(liao)。
2.在正常及擾動條件下(xia)產(chan)生的振動
泵運行時,其轉子及青田機械密封會(hui)受(shou)(shou)到(dao)液力振動影響,當流(liu)(liu)(liu)量(liang)(liang)發生變化時,葉輪入口處液體會(hui)產(chan)生波動,若(ruo)不是(shi)在(zai)最佳效(xiao)率下運行,葉輪入口及擴壓管處的(de)流(liu)(liu)(liu)體壓頭會(hui)增(zeng)大(da)。低于或(huo)高于最佳效(xiao)率點的(de)流(liu)(liu)(liu)量(liang)(liang)時,或(huo)輸送(song)介(jie)質無法(fa)達到(dao)泵(beng)的(de)氣蝕余量(liang)(liang)時,都可能產(chan)生氣蝕現象,則密封激振就更明顯。另外,入口處介(jie)質的(de)流(liu)(liu)(liu)動還會(hui)受(shou)(shou)到(dao)泵(beng)內介(jie)質自(zi)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,防止介質在青田機械密封的(de)表面氣蝕產生激振(zhen)。
3.溫度及壓(ya)力變化(hua)使泵變形而產生(sheng)的振(zhen)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,引起青田機械密封振動。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。由于青田機械密封的一(yi)側固(gu)定在殼(ke)體上,而(er)另一(yi)端固(gu)定在轉軸上,所(suo)以(yi)必須有吸收這兩種不同振動的能力。
壓力也能使泵體變形,從而多青田機械密封產(chan)生(sheng)干(gan)擾(rao)。當(dang)密(mi)(mi)封腔(qiang)內(nei)壓力發生(sheng)變化(hua)時,作用在密(mi)(mi)封端面上的(de)載(zai)荷也會隨之發生(sheng)變化(hua),從而產(chan)生(sheng)突變載(zai)荷引(yin)起振動。
4.制造安裝原因(yin)產生的振動
密(mi)封(feng)(feng)端(duan)(duan)面(mian)粗糙度過大,不能保證(zheng)很好的(de)(de)(de)貼(tie)合性(xing),密(mi)封(feng)(feng)的(de)(de)(de)穩定性(xing)就會受到影響,影響程(cheng)度不僅取決(jue)于密(mi)封(feng)(feng)的(de)(de)(de)具(ju)體(ti)結構(gou),而(er)且取決(jue)于密(mi)封(feng)(feng)運行(xing)參數。密(mi)封(feng)(feng)每旋轉一周其補償環都要作相應的(de)(de)(de)運行(xing),從而(er)保證(zheng)密(mi)封(feng)(feng)端(duan)(duan)面(mian)的(de)(de)(de)貼(tie)合性(xing)。對于滑動輔助密(mi)封(feng)(feng)件,如O形圈或楔形環,密(mi)封(feng)(feng)面(mian)上的(de)(de)(de)載荷(he)(he)(he)沿圓周變化(hua),應盡量(liang)防止不受載荷(he)(he)(he)的(de)(de)(de)一側(ce)發生泄漏(lou),受載荷(he)(he)(he)的(de)(de)(de)一側(ce)出現(xian)過度磨(mo)損的(de)(de)(de)現(xian)象。泄漏(lou)會使(shi)流(liu)體(ti)的(de)(de)(de)雜(za)粒(li)滲到端(duan)(duan)面(mian)液膜中,從而(er)加速密(mi)封(feng)(feng)端(duan)(duan)面(mian)磨(mo)損。
密封件在(zai)加工過程中,一般不能用機械方法加以平衡。在(zai)設計中要(yao)盡(jin)量減少不平衡因素(su),如單(dan)彈(dan)簧就會(hui)造(zao)成不平衡,特別(bie)是在(zai)制(zhi)造(zao)粗糙的動環或(huo)向密封件傳遞(di)的動力具有“尾隨脈(mo)沖”情況時,更應注意(yi)不平衡問題。
在采用(yong)內裝式機械密(mi)封(feng)(feng)(feng)(feng)時,作(zuo)用(yong)在密(mi)封(feng)(feng)(feng)(feng)上(shang)的(de)(de)(de)沖(chong)擊力常(chang)常(chang)是由泵送介質的(de)(de)(de)自(zi)循環造(zao)成的(de)(de)(de)。為確保(bao)密(mi)封(feng)(feng)(feng)(feng)性能,自(zi)循環液體應從兩密(mi)封(feng)(feng)(feng)(feng)端的(de)(de)(de)外側通過(guo)。若流量過(guo)大(da),則作(zuo)用(yong)在密(mi)封(feng)(feng)(feng)(feng)環上(shang)的(de)(de)(de)沖(chong)擊力可(ke)能會使密(mi)封(feng)(feng)(feng)(feng)端錯(cuo)位(wei),其后果自(zi)然是振動(dong)。
為(wei)(wei)減(jian)輕振動的(de)(de)影(ying)響,可(ke)(ke)以使自循(xun)環(huan)流體,由(you)切向入口;如有可(ke)(ke)能,循(xun)環(huan)流量可(ke)(ke)以通過密(mi)(mi)封(feng)腔(qiang)內襯套的(de)(de)配(pei)合間(jian)隙加以控(kong)制,或者將密(mi)(mi)封(feng)腔(qiang)內的(de)(de)吸入管和(he)排出管反(fan)接,使流向改(gai)變而形成逆循(xun)環(huan)。后一種方法常(chang)在立式泵中采(cai)用,因為(wei)(wei)它同時解決了密(mi)(mi)封(feng)腔(qiang)上部的(de)(de)排氣問(wen)題;但是(shi),這常(chang)被人們(men)所忽視,甚至在臥式泵的(de)(de)設計中,密(mi)(mi)封(feng)腔(qiang)內由(you)于逆循(xun)環(huan)產生的(de)(de)壓(ya)差而會顯著(zhu)改(gai)善(shan)密(mi)(mi)封(feng)效果。