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發布時間:2022-01-04 11:25:56 人氣:125794 來源:
1.泵自身(shen)構體引(yin)起的振動
離(li)心泵是由(you)軸(zhou)(zhou)、軸(zhou)(zhou)承(cheng)及安裝(zhuang)(zhuang)在軸(zhou)(zhou)上(shang)(shang)的(de)葉輪(lun),驅(qu)動(dong)(dong)裝(zhuang)(zhuang)置(zhi)(如電(dian)機、汽輪(lun)機、燃氣(qi)輪(lun)機驅(qu)動(dong)(dong)等)構成(cheng)的(de)。泵軸(zhou)(zhou)振(zhen)動(dong)(dong)、轉子不平衡、驅(qu)動(dong)(dong)軸(zhou)(zhou)不同(tong)心、軸(zhou)(zhou)承(cheng)缺陷、葉片及軸(zhou)(zhou)上(shang)(shang)其他部件松動(dong)(dong)等,都有可(ke)能引起振(zhen)動(dong)(dong)。使用振(zhen)動(dong)(dong)監測裝(zhuang)(zhuang)置(zhi)可(ke)以(yi)測得單個振(zhen)動(dong)(dong)頻率,用于(yu)分析這(zhe)些振(zhen)源類型(xing)。
裝在泵軸上的鐵嶺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鐵嶺機械密封中的(de)(de)彈(dan)性元件(jian)固有頻(pin)(pin)率相(xiang)同,就可造成(cheng)摩擦副磨損加快(kuai)或疲(pi)勞損傷。當然,這種損傷還有其他因(yin)素(su)。所以在(zai)設計或選(xuan)型時,必須保證可預測的(de)(de)共振(zhen)頻(pin)(pin)率不要與激(ji)勵頻(pin)(pin)率重合,應采取(qu)可靠減振(zhen)措施(shi),設計的(de)(de)臨界轉速不能與工作(zuo)轉速相(xiang)距(ju)太近;在(zai)操作(zuo)溫度下,將安(an)(an)裝誤差減至最(zui)小,因(yin)為這些誤差會導(dao)致密封彈(dan)性裝置的(de)(de)位移;轉子要充分平衡;垂(chui)直安(an)(an)裝軸(zhou)上的(de)(de)軸(zhou)承,其承受的(de)(de)載荷應使(shi)滾動(dong)件(jian)打滑的(de)(de)可能性減至最(zui)小。
需要說明的是:
(1)鐵嶺機械密封的彈性元件(包括單(dan)彈簧和多彈簧),彈簧本(ben)身可(ke)承受大部分(fen)振(zhen)動(dong)載(zai)荷,輔助(zhu)密(mi)封也有一定減振(zhen)效果,如楔形環、O形圈、膨脹石墨(mo)等;
(2)對(dui)于支承在彈簧上的質量(liang)較小的密封,如石(shi)墨密封環的結構,其固有頻率相對(dui)較大;
(3)支承在低(di)(di)彈(dan)性(xing)彈(dan)簧上的(de)(de)質量較大的(de)(de)密(mi)封(feng),其固有頻率相對(dui)較小(xiao),且腔體內(nei)壓(ya)力較低(di)(di)情況下(xia)出現共振可能性(xing)較小(xiao),金(jin)屬(shu)波紋管型密(mi)封(feng)根據(ju)不(bu)同的(de)(de)強度設計,其彈(dan)性(xing)有高有低(di)(di);
(4)由于沒(mei)有(you)滑(hua)動(dong)的輔助密封(feng),所以(yi)依(yi)靠密封(feng)端面上的液膜或液體減振,當然也可以(yi)設計(ji)帶滑(hua)動(dong)的輔助密封(feng),提高它的穩定(ding)性和剛性;
(5)大多數鐵嶺機械密封的固有頻率都遠高于正常的操作轉速,對于金屬波紋管型鐵嶺機械密封,要特(te)別注意避免(mian)軸向共(gong)振,異(yi)常振動會加劇波紋管(guan)疲勞斷裂。如泵(beng)軸上軸承的軸向游隙調整不當就容易出現這現象(xiang)。
另(ling)外(wai)根據密封環材(cai)料的(de)(de)不同,特別是當(dang)采用碳化(hua)鎢類高密度材(cai)料時,更應注意共振問題。因此,當(dang)支承在彈性元件的(de)(de)密封環需要(yao)采用硬質材(cai)料時,條件允(yun)許情(qing)況(kuang)下一般都選用密度相對較低的(de)(de)碳化(hua)硅、陶瓷等材(cai)料。
2.在(zai)正常及(ji)擾動條件下產(chan)生(sheng)的振(zhen)動
泵運行時,其轉子及鐵嶺機械密封會(hui)受(shou)到(dao)液力振動影響,當流量(liang)發生(sheng)變化(hua)時,葉輪入口(kou)處液體會(hui)產生(sheng)波動,若不是(shi)在最(zui)佳效(xiao)(xiao)率下運行,葉輪入口(kou)及擴壓管處的(de)流體壓頭(tou)會(hui)增大。低于或(huo)(huo)高于最(zui)佳效(xiao)(xiao)率點的(de)流量(liang)時,或(huo)(huo)輸(shu)送介(jie)質無(wu)法(fa)達到(dao)泵(beng)的(de)氣蝕余量(liang)時,都可能產生(sheng)氣蝕現象,則密(mi)封激振就更明顯。另(ling)外,入口(kou)處介(jie)質的(de)流動還會(hui)受(shou)到(dao)泵(beng)內介(jie)質自(zi)循環的(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,防止介質在鐵嶺機械密封的(de)表面氣(qi)蝕產生(sheng)激振(zhen)。
3.溫度及壓(ya)力變(bian)化使泵變(bian)形(xing)而產生的振(zhen)動(dong)
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,引起鐵嶺機械密封振動。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。由于鐵嶺機械密封的(de)一(yi)側固定在殼體(ti)上(shang),而(er)另一(yi)端固定在轉軸上(shang),所以(yi)必須有吸(xi)收這兩種不同振動的(de)能力。
壓力也能使泵體變形,從而多鐵嶺機械密封產生干擾。當密封腔內壓力發生變化時(shi),作用在密封端面上的(de)載荷也會隨(sui)之發生變化,從而產生突變載荷引起振動。
4.制造安(an)裝(zhuang)原因產生(sheng)的振動
密(mi)(mi)(mi)封(feng)(feng)(feng)端(duan)(duan)面(mian)粗糙度過(guo)大,不(bu)能保(bao)證(zheng)(zheng)很好的(de)貼(tie)合(he)性,密(mi)(mi)(mi)封(feng)(feng)(feng)的(de)穩定性就會受到影響(xiang),影響(xiang)程度不(bu)僅取決于密(mi)(mi)(mi)封(feng)(feng)(feng)的(de)具體結構,而且(qie)取決于密(mi)(mi)(mi)封(feng)(feng)(feng)運行參數。密(mi)(mi)(mi)封(feng)(feng)(feng)每(mei)旋轉一周(zhou)其(qi)補償環都要(yao)作相應的(de)運行,從而保(bao)證(zheng)(zheng)密(mi)(mi)(mi)封(feng)(feng)(feng)端(duan)(duan)面(mian)的(de)貼(tie)合(he)性。對于滑動輔助密(mi)(mi)(mi)封(feng)(feng)(feng)件,如O形圈或楔形環,密(mi)(mi)(mi)封(feng)(feng)(feng)面(mian)上的(de)載荷沿圓周(zhou)變化(hua),應盡(jin)量(liang)防止(zhi)不(bu)受載荷的(de)一側(ce)發(fa)生泄漏(lou),受載荷的(de)一側(ce)出(chu)現過(guo)度磨損的(de)現象(xiang)。泄漏(lou)會使流體的(de)雜(za)粒滲到端(duan)(duan)面(mian)液(ye)膜中,從而加速密(mi)(mi)(mi)封(feng)(feng)(feng)端(duan)(duan)面(mian)磨損。
密封(feng)(feng)件在(zai)加工過(guo)程中,一般不(bu)能(neng)用機械(xie)方法加以平(ping)(ping)衡。在(zai)設計中要盡量減少不(bu)平(ping)(ping)衡因素,如單彈簧(huang)就(jiu)會造(zao)成不(bu)平(ping)(ping)衡,特別是在(zai)制造(zao)粗糙的動環或向密封(feng)(feng)件傳(chuan)遞的動力(li)具有“尾隨脈沖”情況(kuang)時,更應注意不(bu)平(ping)(ping)衡問(wen)題。
在(zai)采(cai)用(yong)內裝式機(ji)械(xie)密(mi)(mi)(mi)封(feng)時,作用(yong)在(zai)密(mi)(mi)(mi)封(feng)上的(de)沖(chong)擊(ji)力常常是由泵送介質的(de)自循(xun)環造(zao)成的(de)。為確保密(mi)(mi)(mi)封(feng)性(xing)能,自循(xun)環液(ye)體應(ying)從兩密(mi)(mi)(mi)封(feng)端(duan)的(de)外(wai)側通(tong)過。若流量過大,則作用(yong)在(zai)密(mi)(mi)(mi)封(feng)環上的(de)沖(chong)擊(ji)力可能會(hui)使密(mi)(mi)(mi)封(feng)端(duan)錯位,其后果自然是振動(dong)。
為(wei)減輕振動的(de)影響,可以使(shi)自(zi)循(xun)(xun)環流體,由(you)切向入(ru)口(kou);如有可能(neng),循(xun)(xun)環流量可以通過密(mi)(mi)封(feng)腔(qiang)內襯套的(de)配(pei)合間(jian)隙加以控制,或者將(jiang)密(mi)(mi)封(feng)腔(qiang)內的(de)吸入(ru)管和排(pai)出管反(fan)接,使(shi)流向改(gai)變而(er)形成逆循(xun)(xun)環。后(hou)一(yi)種(zhong)方法常在立式泵中(zhong)采用,因為(wei)它同時解(jie)決了密(mi)(mi)封(feng)腔(qiang)上部的(de)排(pai)氣(qi)問題;但是(shi),這常被(bei)人(ren)們所忽視,甚至在臥式泵的(de)設計中(zhong),密(mi)(mi)封(feng)腔(qiang)內由(you)于逆循(xun)(xun)環產生的(de)壓差而(er)會顯(xian)著改(gai)善密(mi)(mi)封(feng)效果。