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發布時間:2022-01-04 11:25:56 人氣:125625 來(lai)源:
1.泵自(zi)身(shen)構體(ti)引起的振動(dong)
離心泵是由軸(zhou)(zhou)(zhou)、軸(zhou)(zhou)(zhou)承(cheng)及安裝在(zai)軸(zhou)(zhou)(zhou)上的葉輪(lun),驅動(dong)裝置(zhi)(如電機(ji)、汽(qi)輪(lun)機(ji)、燃氣輪(lun)機(ji)驅動(dong)等)構成的。泵軸(zhou)(zhou)(zhou)振動(dong)、轉子不(bu)平衡、驅動(dong)軸(zhou)(zhou)(zhou)不(bu)同(tong)心、軸(zhou)(zhou)(zhou)承(cheng)缺陷、葉片及軸(zhou)(zhou)(zhou)上其他部(bu)件松動(dong)等,都有可(ke)能引起振動(dong)。使用振動(dong)監(jian)測裝置(zhi)可(ke)以測得單個振動(dong)頻率,用于分析這(zhe)些振源(yuan)類型。
裝在泵軸上的蕭縣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蕭縣機械密封中的(de)(de)彈(dan)性元(yuan)件(jian)固有(you)(you)頻(pin)率相(xiang)同,就可(ke)(ke)造成摩擦副磨損(sun)加快或(huo)疲勞(lao)損(sun)傷(shang)。當然,這(zhe)(zhe)種損(sun)傷(shang)還有(you)(you)其(qi)他(ta)因素。所以在設計或(huo)選型時,必須保(bao)證可(ke)(ke)預測的(de)(de)共振頻(pin)率不(bu)要與(yu)激勵頻(pin)率重合(he),應(ying)采(cai)取可(ke)(ke)靠(kao)減振措施,設計的(de)(de)臨界轉(zhuan)速(su)不(bu)能與(yu)工(gong)作轉(zhuan)速(su)相(xiang)距太近;在操作溫度(du)下,將安裝誤差(cha)減至最(zui)(zui)小,因為這(zhe)(zhe)些誤差(cha)會(hui)導致(zhi)密封彈(dan)性裝置(zhi)的(de)(de)位(wei)移;轉(zhuan)子要充分平衡;垂直安裝軸上的(de)(de)軸承(cheng),其(qi)承(cheng)受的(de)(de)載(zai)荷應(ying)使(shi)滾動件(jian)打(da)滑的(de)(de)可(ke)(ke)能性減至最(zui)(zui)小。
需要說明的是:
(1)蕭縣機械密封的彈(dan)性元件(包括(kuo)單彈(dan)簧和(he)多彈(dan)簧),彈(dan)簧本身可承受大部分振動載(zai)荷,輔助密封也(ye)有一定減(jian)振效果,如(ru)楔形環、O形圈、膨脹石墨等;
(2)對于支承在彈簧上的(de)質量較(jiao)小(xiao)的(de)密封(feng),如石墨密封(feng)環(huan)的(de)結構,其固有頻率相對較(jiao)大;
(3)支(zhi)承在低彈性(xing)彈簧上的(de)質量(liang)較大的(de)密封,其(qi)固(gu)有頻率(lv)相對較小(xiao),且腔(qiang)體(ti)內壓力較低情(qing)況下出現共振可能性(xing)較小(xiao),金屬波紋管型(xing)密封根(gen)據不同的(de)強度(du)設計,其(qi)彈性(xing)有高(gao)有低;
(4)由于沒有滑動的輔(fu)(fu)助密封,所以依(yi)靠密封端(duan)面(mian)上的液膜或液體(ti)減振,當然也可(ke)以設計帶滑動的輔(fu)(fu)助密封,提(ti)高它的穩定性和(he)剛性;
(5)大多數蕭縣機械密封的固有頻率都遠高于正常的操作轉速,對于金屬波紋管型蕭縣機械密封,要特別注意避(bi)免軸(zhou)向(xiang)共振,異常振動會加劇波紋管(guan)疲(pi)勞斷裂。如(ru)泵軸(zhou)上軸(zhou)承的(de)軸(zhou)向(xiang)游隙調整不當就容易出現這(zhe)現象。
另外根據密封(feng)環材(cai)料的不同,特別(bie)是當采(cai)用碳化(hua)鎢類(lei)高密度材(cai)料時,更應注意共(gong)振(zhen)問題(ti)。因此(ci),當支承在彈(dan)性元(yuan)件的密封(feng)環需要采(cai)用硬質材(cai)料時,條件允許情況(kuang)下(xia)一般都選用密度相對較低的碳化(hua)硅、陶(tao)瓷(ci)等材(cai)料。
2.在正常及擾動條件下產生的振(zhen)動
泵運行時,其轉子及蕭縣機械密封會(hui)受到(dao)(dao)液力振動(dong)影響(xiang),當流(liu)量(liang)發生(sheng)變化時(shi),葉(xie)輪入口處液體會(hui)產(chan)生(sheng)波動(dong),若不(bu)是在最佳效(xiao)率下(xia)運行(xing),葉(xie)輪入口及擴(kuo)壓管處的(de)流(liu)體壓頭會(hui)增大。低于(yu)或高于(yu)最佳效(xiao)率點的(de)流(liu)量(liang)時(shi),或輸送介(jie)質無法達到(dao)(dao)泵(beng)(beng)的(de)氣(qi)蝕余量(liang)時(shi),都可能產(chan)生(sheng)氣(qi)蝕現象(xiang),則密封激振就更明顯(xian)。另外,入口處介(jie)質的(de)流(liu)動(dong)還會(hui)受到(dao)(dao)泵(beng)(beng)內介(jie)質自循(xun)環的(de)干擾(rao)。
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,防止介質在蕭縣機械密封的表面氣蝕產生(sheng)激振。
3.溫度及(ji)壓力變化使泵(beng)變形而產生的振動(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,引起蕭縣機械密封振動。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。由于蕭縣機械密封的一側(ce)固定在殼(ke)體(ti)上,而(er)另一端固定在轉軸上,所以必須有(you)吸收這兩種不同振(zhen)動的能力。
壓力也能使泵體變形,從而多蕭縣機械密封產生干擾。當密封(feng)腔內壓力發生變(bian)化時,作用在密封(feng)端面(mian)上的(de)載(zai)荷也會隨(sui)之發生變(bian)化,從而產生突(tu)變(bian)載(zai)荷引(yin)起振動。
4.制造安裝原(yuan)因產生的振動
密(mi)(mi)封(feng)端(duan)(duan)面(mian)粗糙度過(guo)大(da),不能保(bao)證很好的(de)(de)貼(tie)合性(xing),密(mi)(mi)封(feng)的(de)(de)穩定性(xing)就會受(shou)到影(ying)響,影(ying)響程度不僅(jin)取(qu)決于密(mi)(mi)封(feng)的(de)(de)具體結構,而(er)且取(qu)決于密(mi)(mi)封(feng)運(yun)行參(can)數(shu)。密(mi)(mi)封(feng)每旋轉一(yi)周(zhou)其補(bu)償(chang)環都(dou)要作相(xiang)應的(de)(de)運(yun)行,從而(er)保(bao)證密(mi)(mi)封(feng)端(duan)(duan)面(mian)的(de)(de)貼(tie)合性(xing)。對于滑動輔助(zhu)密(mi)(mi)封(feng)件,如O形圈(quan)或楔形環,密(mi)(mi)封(feng)面(mian)上的(de)(de)載荷沿圓周(zhou)變化(hua),應盡量防止不受(shou)載荷的(de)(de)一(yi)側發生泄漏,受(shou)載荷的(de)(de)一(yi)側出現(xian)過(guo)度磨(mo)損(sun)的(de)(de)現(xian)象。泄漏會使流體的(de)(de)雜粒滲到端(duan)(duan)面(mian)液(ye)膜中(zhong),從而(er)加速密(mi)(mi)封(feng)端(duan)(duan)面(mian)磨(mo)損(sun)。
密封(feng)件(jian)在(zai)加工過程中,一般不能用機(ji)械(xie)方法加以平衡。在(zai)設計(ji)中要(yao)盡量(liang)減少(shao)不平衡因(yin)素,如單彈簧(huang)就會造成不平衡,特(te)別是在(zai)制造粗糙的動環(huan)或向(xiang)密封(feng)件(jian)傳遞的動力具(ju)有“尾隨脈沖”情況時,更應注意不平衡問題。
在(zai)采用(yong)內裝式機械密(mi)(mi)封時(shi),作用(yong)在(zai)密(mi)(mi)封上的沖擊力常常是(shi)(shi)由(you)泵送介質的自(zi)(zi)循環(huan)(huan)造成的。為確保密(mi)(mi)封性能,自(zi)(zi)循環(huan)(huan)液體應從兩(liang)密(mi)(mi)封端的外側(ce)通(tong)過。若流量過大(da),則作用(yong)在(zai)密(mi)(mi)封環(huan)(huan)上的沖擊力可能會使密(mi)(mi)封端錯(cuo)位(wei),其后果自(zi)(zi)然(ran)是(shi)(shi)振(zhen)動。
為(wei)減輕振動的影響,可(ke)以使(shi)自循環流(liu)(liu)體,由(you)切向入口;如有可(ke)能,循環流(liu)(liu)量可(ke)以通過密(mi)(mi)封(feng)腔(qiang)內襯套的配合間隙加以控(kong)制(zhi),或(huo)者將密(mi)(mi)封(feng)腔(qiang)內的吸(xi)入管和(he)排(pai)出(chu)管反(fan)接(jie),使(shi)流(liu)(liu)向改(gai)變(bian)而形(xing)成逆循環。后一種(zhong)方法常在立式泵(beng)(beng)中采用(yong),因為(wei)它同(tong)時解決(jue)了密(mi)(mi)封(feng)腔(qiang)上部的排(pai)氣問題;但是(shi),這常被人們所忽視,甚至在臥式泵(beng)(beng)的設計中,密(mi)(mi)封(feng)腔(qiang)內由(you)于逆循環產生的壓差而會顯著(zhu)改(gai)善(shan)密(mi)(mi)封(feng)效果。