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發布(bu)時間:2022-01-04 11:25:56 人氣(qi):124791 來源:
1.泵(beng)自身構(gou)體(ti)引起(qi)的振動(dong)
離心泵是由軸(zhou)、軸(zhou)承(cheng)及安裝(zhuang)(zhuang)在軸(zhou)上的葉(xie)輪,驅動(dong)裝(zhuang)(zhuang)置(zhi)(如電機、汽輪機、燃氣輪機驅動(dong)等(deng))構成的。泵軸(zhou)振動(dong)、轉子不平衡、驅動(dong)軸(zhou)不同(tong)心、軸(zhou)承(cheng)缺陷、葉(xie)片(pian)及軸(zhou)上其他部(bu)件松動(dong)等(deng),都有可能(neng)引(yin)起(qi)振動(dong)。使用振動(dong)監測(ce)裝(zhuang)(zhuang)置(zhi)可以測(ce)得單個(ge)振動(dong)頻率,用于分析這(zhe)些振源類型。
裝在泵軸上的雙臺子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臺子機械密封中的(de)彈性元件固有(you)頻率相同,就可造成摩擦副磨損加快或疲(pi)勞損傷。當然,這(zhe)種損傷還有(you)其他因素。所以(yi)在設計或選型時(shi),必須保證(zheng)可預測的(de)共振(zhen)頻率不(bu)要與(yu)激勵頻率重合,應(ying)采取可靠(kao)減(jian)振(zhen)措(cuo)施,設計的(de)臨界(jie)轉速不(bu)能(neng)與(yu)工(gong)作(zuo)轉速相距(ju)太(tai)近;在操作(zuo)溫度下,將安裝(zhuang)誤差(cha)減(jian)至(zhi)最小(xiao),因為(wei)這(zhe)些誤差(cha)會導致密封彈性裝(zhuang)置的(de)位(wei)移(yi);轉子要充分平衡;垂直安裝(zhuang)軸上(shang)的(de)軸承,其承受的(de)載荷應(ying)使(shi)滾動(dong)件打滑的(de)可能(neng)性減(jian)至(zhi)最小(xiao)。
需要說明的是:
(1)雙臺子機械密封的(de)彈性元件(jian)(包括單(dan)彈簧(huang)和多(duo)彈簧(huang)),彈簧(huang)本(ben)身可承受大部分振(zhen)動(dong)載荷(he),輔助密封也有(you)一定減振(zhen)效果,如(ru)楔形環、O形圈、膨(peng)脹石墨等;
(2)對于支承(cheng)在彈(dan)簧上的(de)(de)質量較小的(de)(de)密封(feng),如石墨密封(feng)環的(de)(de)結構,其固有頻率相對較大(da);
(3)支承在低(di)(di)彈(dan)性彈(dan)簧上的質量較大的密封,其(qi)(qi)固(gu)有頻率相對較小(xiao),且(qie)腔體內(nei)壓力較低(di)(di)情況下出(chu)現共振可能性較小(xiao),金屬波紋管(guan)型密封根據不同的強度(du)設(she)計(ji),其(qi)(qi)彈(dan)性有高有低(di)(di);
(4)由于沒有滑動(dong)的輔助(zhu)密(mi)(mi)封(feng),所以(yi)依靠(kao)密(mi)(mi)封(feng)端面上的液(ye)膜或液(ye)體減振,當然也可以(yi)設計帶滑動(dong)的輔助(zhu)密(mi)(mi)封(feng),提高(gao)它的穩定(ding)性和剛性;
(5)大多數雙臺子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臺子機械密封,要特別注(zhu)意避免軸(zhou)向共振,異常振動會(hui)加劇波紋管疲勞斷裂。如(ru)泵軸(zhou)上軸(zhou)承的軸(zhou)向游隙調整不當就容易出現這現象。
另外根據密封環材(cai)料(liao)的(de)不同,特(te)別是當(dang)采用碳化鎢類(lei)高(gao)密度(du)材(cai)料(liao)時,更(geng)應注意共振(zhen)問題。因此,當(dang)支承(cheng)在(zai)彈性元件(jian)的(de)密封環需要采用硬質材(cai)料(liao)時,條件(jian)允許情(qing)況下一般(ban)都選(xuan)用密度(du)相對較低的(de)碳化硅、陶瓷等材(cai)料(liao)。
2.在正常及擾動條件(jian)下產生的振動
泵運行時,其轉子及雙臺子機械密封會(hui)受(shou)到液力振動(dong)影響,當流(liu)(liu)量發生變化時(shi),葉輪(lun)入(ru)口處(chu)液體會(hui)產生波動(dong),若不是在(zai)最(zui)佳(jia)效(xiao)率下運(yun)行,葉輪(lun)入(ru)口及擴壓管(guan)處(chu)的流(liu)(liu)體壓頭會(hui)增大。低于(yu)(yu)或(huo)高于(yu)(yu)最(zui)佳(jia)效(xiao)率點的流(liu)(liu)量時(shi),或(huo)輸送介質無(wu)法(fa)達(da)到泵的氣蝕余量時(shi),都可能產生氣蝕現(xian)象(xiang),則(ze)密(mi)封激振就(jiu)更明(ming)顯(xian)。另外(wai),入(ru)口處(chu)介質的流(liu)(liu)動(dong)還會(hui)受(shou)到泵內介質自循環的干擾。
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,防止介質在雙臺子機械密封的表面(mian)氣蝕(shi)產(chan)生激振。
3.溫(wen)度及壓力(li)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,引起雙臺子機械密封振動。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。由于雙臺子機械密封的一側固(gu)定(ding)在殼體(ti)上,而另一端固(gu)定(ding)在轉軸上,所(suo)以必須有吸(xi)收這(zhe)兩種不同(tong)振動的能力(li)。
壓力也能使泵體變形,從而多雙臺子機械密封產(chan)生(sheng)干擾(rao)。當密封(feng)腔內壓力發(fa)生(sheng)變(bian)化(hua)時,作用在密封(feng)端(duan)面上的載荷也會隨之發(fa)生(sheng)變(bian)化(hua),從而產(chan)生(sheng)突變(bian)載荷引起振(zhen)動。
4.制造安裝原因產生(sheng)的(de)振(zhen)動
密(mi)封(feng)端(duan)面粗糙(cao)度過(guo)大,不能保(bao)證(zheng)很(hen)好的(de)(de)貼(tie)合(he)性,密(mi)封(feng)的(de)(de)穩(wen)定性就會受到影(ying)響,影(ying)響程度不僅取決于密(mi)封(feng)的(de)(de)具(ju)體結(jie)構,而(er)且取決于密(mi)封(feng)運行參數。密(mi)封(feng)每旋轉一周(zhou)其補(bu)償環(huan)都(dou)要作相應(ying)的(de)(de)運行,從(cong)而(er)保(bao)證(zheng)密(mi)封(feng)端(duan)面的(de)(de)貼(tie)合(he)性。對于滑動輔助密(mi)封(feng)件,如O形(xing)圈(quan)或楔形(xing)環(huan),密(mi)封(feng)面上的(de)(de)載(zai)荷沿圓周(zhou)變化,應(ying)盡量防(fang)止(zhi)不受載(zai)荷的(de)(de)一側發生泄漏(lou)(lou),受載(zai)荷的(de)(de)一側出(chu)現過(guo)度磨(mo)損的(de)(de)現象。泄漏(lou)(lou)會使流體的(de)(de)雜粒(li)滲到端(duan)面液膜中,從(cong)而(er)加速密(mi)封(feng)端(duan)面磨(mo)損。
密(mi)封件在(zai)加(jia)工過程中,一般不(bu)能用機(ji)械(xie)方法加(jia)以平衡。在(zai)設計中要盡(jin)量(liang)減少不(bu)平衡因(yin)素,如(ru)單彈簧就會造(zao)(zao)成(cheng)不(bu)平衡,特別是在(zai)制造(zao)(zao)粗糙的動環或向密(mi)封件傳遞(di)的動力具有“尾隨脈沖(chong)”情(qing)況時,更應注意不(bu)平衡問題。
在采用內裝式機械密(mi)封(feng)時,作用在密(mi)封(feng)上的(de)沖擊力常(chang)常(chang)是由泵送介(jie)質的(de)自循(xun)環造成的(de)。為確(que)保密(mi)封(feng)性(xing)能,自循(xun)環液體應從兩密(mi)封(feng)端的(de)外側(ce)通(tong)過。若(ruo)流量過大,則作用在密(mi)封(feng)環上的(de)沖擊力可能會(hui)使密(mi)封(feng)端錯位,其后果自然(ran)是振動。
為(wei)減輕振動(dong)的影響,可(ke)以使(shi)自(zi)循(xun)環(huan)(huan)流體,由切向(xiang)入(ru)口(kou);如(ru)有可(ke)能,循(xun)環(huan)(huan)流量可(ke)以通過密封(feng)腔內襯套的配合間隙加以控制,或者將(jiang)密封(feng)腔內的吸入(ru)管(guan)和排出管(guan)反接,使(shi)流向(xiang)改變而(er)形成(cheng)逆循(xun)環(huan)(huan)。后一(yi)種方法常在(zai)立式泵(beng)(beng)中(zhong)采用,因為(wei)它同時解決了密封(feng)腔上部的排氣問題;但是,這常被人們所(suo)忽視,甚至在(zai)臥式泵(beng)(beng)的設計中(zhong),密封(feng)腔內由于逆循(xun)環(huan)(huan)產生的壓差而(er)會顯著改善密封(feng)效(xiao)果(guo)。