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發布(bu)時間:2022-01-04 11:25:56 人氣:125551 來源(yuan):
1.泵自身構體(ti)引起的振(zhen)動
離心泵(beng)是由軸(zhou)、軸(zhou)承及(ji)安(an)裝在軸(zhou)上的葉(xie)輪(lun),驅(qu)動(dong)裝置(如電(dian)機、汽輪(lun)機、燃氣輪(lun)機驅(qu)動(dong)等(deng)(deng))構成的。泵(beng)軸(zhou)振動(dong)、轉子(zi)不(bu)平衡、驅(qu)動(dong)軸(zhou)不(bu)同心、軸(zhou)承缺陷、葉(xie)片(pian)及(ji)軸(zhou)上其他部件松動(dong)等(deng)(deng),都有可能引起振動(dong)。使用振動(dong)監測裝置可以測得(de)單個振動(dong)頻(pin)率,用于分析這些振源類型。
裝在泵軸上的雙塔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雙塔機械密封中的彈性(xing)元件固(gu)有頻率(lv)相同,就可(ke)造成(cheng)摩擦副磨損(sun)加快(kuai)或(huo)疲勞損(sun)傷。當然(ran),這種(zhong)損(sun)傷還有其他因素。所以在(zai)設(she)計或(huo)選型時,必須保(bao)證可(ke)預測的共振頻率(lv)不(bu)要(yao)與激勵(li)頻率(lv)重合,應(ying)采取可(ke)靠減振措(cuo)施,設(she)計的臨界轉速(su)不(bu)能與工作(zuo)轉速(su)相距太近;在(zai)操(cao)作(zuo)溫度(du)下(xia),將(jiang)安(an)裝誤差減至(zhi)最小,因為這些誤差會導致密封彈性(xing)裝置的位移;轉子(zi)要(yao)充分平衡;垂直安(an)裝軸上的軸承,其承受(shou)的載(zai)荷(he)應(ying)使滾動(dong)件打滑的可(ke)能性(xing)減至(zhi)最小。
需要說明的是:
(1)雙塔機械密封的彈性(xing)元件(包括單彈簧和多(duo)彈簧),彈簧本身可承(cheng)受(shou)大部分振(zhen)動載荷,輔助密(mi)封(feng)也有一定減(jian)振(zhen)效果,如(ru)楔(xie)形環、O形圈、膨脹石(shi)墨等(deng);
(2)對于(yu)支承(cheng)在(zai)彈(dan)簧上(shang)的質量(liang)較(jiao)小的密(mi)封,如石墨密(mi)封環的結構,其(qi)固有頻率相對較(jiao)大;
(3)支承在低(di)(di)彈性(xing)彈簧上的(de)質量較(jiao)大的(de)密封(feng),其固有頻率相對較(jiao)小,且腔體內(nei)壓(ya)力較(jiao)低(di)(di)情(qing)況下出現共振可能性(xing)較(jiao)小,金屬(shu)波紋管型密封(feng)根(gen)據不同的(de)強度設計,其彈性(xing)有高有低(di)(di);
(4)由于沒有滑動的(de)輔助密封(feng),所以依靠(kao)密封(feng)端面(mian)上的(de)液膜或液體減(jian)振,當然也(ye)可以設計帶滑動的(de)輔助密封(feng),提高它(ta)的(de)穩(wen)定性(xing)和剛(gang)性(xing);
(5)大多數雙塔機械密封的固有頻率都遠高于正常的操作轉速,對于金屬波紋管型雙塔機械密封,要特別注意(yi)避免軸向共(gong)振(zhen),異常振(zhen)動(dong)會加劇波紋管(guan)疲(pi)勞斷裂。如泵軸上軸承的(de)軸向游隙調整不當就容易出現(xian)這現(xian)象(xiang)。
另外根(gen)據(ju)密(mi)封(feng)環(huan)(huan)材(cai)料的(de)不同,特別是當采用碳(tan)化鎢類高密(mi)度材(cai)料時,更(geng)應注意(yi)共振問(wen)題。因此,當支(zhi)承在彈(dan)性元件的(de)密(mi)封(feng)環(huan)(huan)需(xu)要(yao)采用硬(ying)質材(cai)料時,條件允許(xu)情況下(xia)一般都(dou)選用密(mi)度相對較低的(de)碳(tan)化硅、陶瓷等(deng)材(cai)料。
2.在正(zheng)常及(ji)擾動條件下(xia)產生(sheng)的振動
泵運行時,其轉子及雙塔機械密封會(hui)受到液力(li)振動影(ying)響,當(dang)流(liu)(liu)量發生變(bian)化時,葉輪(lun)(lun)入(ru)(ru)口(kou)處(chu)液體會(hui)產(chan)生波動,若不(bu)是(shi)在最佳效率下運行,葉輪(lun)(lun)入(ru)(ru)口(kou)及(ji)擴壓管處(chu)的(de)(de)流(liu)(liu)體壓頭會(hui)增大。低(di)于或(huo)(huo)高于最佳效率點的(de)(de)流(liu)(liu)量時,或(huo)(huo)輸送(song)介質(zhi)無法達到泵(beng)的(de)(de)氣蝕(shi)余量時,都可能(neng)產(chan)生氣蝕(shi)現象,則密(mi)封激(ji)振就更明顯。另外,入(ru)(ru)口(kou)處(chu)介質(zhi)的(de)(de)流(liu)(liu)動還會(hui)受到泵(beng)內介質(zhi)自循(xun)環(huan)的(de)(de)干(gan)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,防止介質在雙塔機械密封的表面氣蝕產生激振(zhen)。
3.溫度及(ji)壓力變化使泵變形而產生的(de)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,引起雙塔機械密封振動。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。由于雙塔機械密封的一(yi)側固定在殼體上,而另(ling)一(yi)端固定在轉軸上,所以必須有吸收這兩種不(bu)同(tong)振動的能力(li)。
壓力也能使泵體變形,從而多雙塔機械密封產生干擾。當(dang)密封(feng)腔內壓力發生變化時,作用(yong)在密封(feng)端面上的載荷也會隨之發生變化,從(cong)而產生突變載荷引起振動。
4.制造安裝原因產生的(de)振(zhen)動(dong)
密封(feng)端(duan)面(mian)粗糙度過(guo)大,不(bu)能保(bao)證很好的(de)(de)貼(tie)合性(xing),密封(feng)的(de)(de)穩定性(xing)就會受到影響,影響程度不(bu)僅取決(jue)于密封(feng)的(de)(de)具體(ti)結構(gou),而且取決(jue)于密封(feng)運行參數。密封(feng)每旋轉一周其補(bu)償環都要作相應(ying)的(de)(de)運行,從(cong)而保(bao)證密封(feng)端(duan)面(mian)的(de)(de)貼(tie)合性(xing)。對(dui)于滑(hua)動輔助密封(feng)件(jian),如O形(xing)圈或楔形(xing)環,密封(feng)面(mian)上的(de)(de)載荷沿圓周變化,應(ying)盡量防(fang)止不(bu)受載荷的(de)(de)一側發(fa)生(sheng)泄(xie)漏(lou),受載荷的(de)(de)一側出現(xian)(xian)過(guo)度磨損的(de)(de)現(xian)(xian)象(xiang)。泄(xie)漏(lou)會使流體(ti)的(de)(de)雜粒滲到端(duan)面(mian)液(ye)膜中,從(cong)而加速密封(feng)端(duan)面(mian)磨損。
密封(feng)件在加工過(guo)程中(zhong),一般不(bu)(bu)能(neng)用機械(xie)方法加以(yi)平(ping)衡(heng)。在設(she)計(ji)中(zhong)要(yao)盡(jin)量(liang)減少(shao)不(bu)(bu)平(ping)衡(heng)因素,如單彈(dan)簧就(jiu)會造(zao)成(cheng)不(bu)(bu)平(ping)衡(heng),特別是(shi)在制(zhi)造(zao)粗糙的(de)(de)動(dong)環或(huo)向(xiang)密封(feng)件傳遞的(de)(de)動(dong)力具有“尾隨脈沖”情況時(shi),更(geng)應(ying)注意不(bu)(bu)平(ping)衡(heng)問題(ti)。
在采用(yong)(yong)(yong)內裝式機械密(mi)封(feng)(feng)(feng)時(shi),作(zuo)用(yong)(yong)(yong)在密(mi)封(feng)(feng)(feng)上(shang)的沖(chong)擊力(li)常(chang)常(chang)是(shi)由泵(beng)送介質的自循環造成的。為(wei)確保密(mi)封(feng)(feng)(feng)性能,自循環液(ye)體應從兩密(mi)封(feng)(feng)(feng)端的外側通過。若流量(liang)過大(da),則作(zuo)用(yong)(yong)(yong)在密(mi)封(feng)(feng)(feng)環上(shang)的沖(chong)擊力(li)可能會使密(mi)封(feng)(feng)(feng)端錯(cuo)位(wei),其后果自然是(shi)振(zhen)動。
為減輕(qing)振動的影響,可以(yi)使自(zi)循環(huan)流(liu)體,由切向入(ru)口;如有可能,循環(huan)流(liu)量(liang)可以(yi)通(tong)過密封腔內(nei)襯套的配合間隙加以(yi)控制,或者將密封腔內(nei)的吸入(ru)管和(he)排出管反接,使流(liu)向改變而形成逆(ni)循環(huan)。后一種(zhong)方法常在(zai)立(li)式泵中采(cai)用,因為它同時(shi)解決了密封腔上部(bu)的排氣問題;但是,這常被人們(men)所忽視,甚至在(zai)臥(wo)式泵的設計中,密封腔內(nei)由于(yu)逆(ni)循環(huan)產(chan)生的壓差而會顯(xian)著改善密封效果。