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發布時(shi)間:2022-01-04 11:25:56 人(ren)氣(qi):125503 來源:
1.泵自身(shen)構體引起的振動
離心泵(beng)是由軸(zhou)(zhou)(zhou)(zhou)、軸(zhou)(zhou)(zhou)(zhou)承(cheng)及安(an)裝(zhuang)(zhuang)在軸(zhou)(zhou)(zhou)(zhou)上(shang)的(de)葉輪,驅(qu)動裝(zhuang)(zhuang)置(如電機、汽輪機、燃氣輪機驅(qu)動等)構成的(de)。泵(beng)軸(zhou)(zhou)(zhou)(zhou)振(zhen)動、轉子(zi)不平衡、驅(qu)動軸(zhou)(zhou)(zhou)(zhou)不同心、軸(zhou)(zhou)(zhou)(zhou)承(cheng)缺陷、葉片及軸(zhou)(zhou)(zhou)(zhou)上(shang)其他部件松動等,都有可(ke)能(neng)引起振(zhen)動。使用(yong)振(zhen)動監測(ce)裝(zhuang)(zhuang)置可(ke)以測(ce)得(de)單個振(zhen)動頻率,用(yong)于分析(xi)這些振(zhen)源(yuan)類型。
裝在泵軸上的興山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興山機械密封中的彈性元件固(gu)有(you)頻(pin)率相(xiang)同,就(jiu)可造成摩擦副磨損加快或疲勞損傷(shang)。當然,這(zhe)種損傷(shang)還有(you)其(qi)他因(yin)素。所以在設(she)計(ji)(ji)或選型時,必須保證可預測的共(gong)振頻(pin)率不要與(yu)激勵頻(pin)率重合,應(ying)采取可靠減振措施,設(she)計(ji)(ji)的臨界轉速不能與(yu)工作(zuo)轉速相(xiang)距太近;在操作(zuo)溫度下,將安裝(zhuang)誤差減至最小(xiao),因(yin)為這(zhe)些誤差會導致(zhi)密封彈性裝(zhuang)置(zhi)的位移(yi);轉子(zi)要充分平衡(heng);垂(chui)直安裝(zhuang)軸(zhou)上的軸(zhou)承,其(qi)承受的載荷應(ying)使滾動(dong)件打(da)滑的可能性減至最小(xiao)。
需要說明的是:
(1)興山機械密封的彈性元件(jian)(包括單(dan)彈簧(huang)(huang)和多彈簧(huang)(huang)),彈簧(huang)(huang)本身(shen)可承受大部(bu)分振(zhen)動載(zai)荷,輔(fu)助密封也有一定減振(zhen)效(xiao)果,如楔形環、O形圈(quan)、膨(peng)脹石墨等;
(2)對(dui)于支承(cheng)在彈(dan)簧上(shang)的質(zhi)量較小的密封,如石墨密封環的結構,其(qi)固有頻率相(xiang)對(dui)較大;
(3)支承在低彈(dan)(dan)性彈(dan)(dan)簧上的質量(liang)較大(da)的密封,其固有頻率相對較小(xiao),且腔體(ti)內壓力較低情(qing)況(kuang)下出(chu)現共振可能性較小(xiao),金屬(shu)波(bo)紋(wen)管型密封根據不同的強(qiang)度設計,其彈(dan)(dan)性有高有低;
(4)由于沒有滑動(dong)的輔助密封(feng),所以依靠密封(feng)端面上的液(ye)膜(mo)或(huo)液(ye)體減振,當然也可(ke)以設計帶滑動(dong)的輔助密封(feng),提高它的穩定性(xing)和剛性(xing);
(5)大多數興山機械密封的固有頻率都遠高于正常的操作轉速,對于金屬波紋管型興山機械密封,要特別注意(yi)避免軸(zhou)向(xiang)共振,異常振動會加劇波紋管疲勞(lao)斷裂。如泵軸(zhou)上軸(zhou)承的軸(zhou)向(xiang)游隙調(diao)整不當就(jiu)容易出(chu)現這現象。
另外根(gen)據密(mi)封環(huan)材(cai)料(liao)的不(bu)同,特別是(shi)當采用(yong)碳化(hua)(hua)鎢(wu)類高密(mi)度材(cai)料(liao)時,更應注意共(gong)振問(wen)題(ti)。因此,當支(zhi)承在彈性元件的密(mi)封環(huan)需要采用(yong)硬質材(cai)料(liao)時,條件允(yun)許情況下一(yi)般都選用(yong)密(mi)度相對(dui)較低的碳化(hua)(hua)硅、陶(tao)瓷等材(cai)料(liao)。
2.在正常及擾(rao)動(dong)(dong)條件下產生的振動(dong)(dong)
泵運行時,其轉子及興山機械密封會(hui)受到液力(li)振動(dong)影響,當流量(liang)發生變化(hua)時(shi),葉(xie)輪入口(kou)處液體會(hui)產生波動(dong),若不是在最(zui)佳效(xiao)率(lv)下(xia)運行,葉(xie)輪入口(kou)及擴壓管處的流體壓頭會(hui)增大。低于或高于最(zui)佳效(xiao)率(lv)點的流量(liang)時(shi),或輸送(song)介(jie)質(zhi)無(wu)法達到泵(beng)的氣(qi)蝕(shi)余量(liang)時(shi),都可能產生氣(qi)蝕(shi)現象,則密封激振就更明顯。另外,入口(kou)處介(jie)質(zhi)的流動(dong)還會(hui)受到泵(beng)內介(jie)質(zhi)自(zi)循環(huan)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,防止介質在興山機械密封的(de)表(biao)面氣蝕產生激振。
3.溫度及(ji)壓力變(bian)化使(shi)泵變(bian)形而產生(sheng)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,引起興山機械密封振動。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。由于興山機械密封的一(yi)側(ce)固定在殼體上(shang),而另(ling)一(yi)端固定在轉軸(zhou)上(shang),所以(yi)必須有(you)吸收(shou)這兩種不同振動的能力。
壓力也能使泵體變形,從而多興山機械密封產生干擾(rao)。當密封腔(qiang)內壓力發生變(bian)化時,作用(yong)在密封端面上的載(zai)荷也會(hui)隨之(zhi)發生變(bian)化,從而產生突變(bian)載(zai)荷引起(qi)振動(dong)。
4.制造安裝(zhuang)原因(yin)產生的振動
密(mi)(mi)(mi)(mi)封端(duan)面(mian)(mian)粗糙度(du)過大,不能保證很好的(de)(de)貼合性,密(mi)(mi)(mi)(mi)封的(de)(de)穩定性就會受(shou)到影(ying)響,影(ying)響程(cheng)度(du)不僅取決于密(mi)(mi)(mi)(mi)封的(de)(de)具體(ti)(ti)結構,而且取決于密(mi)(mi)(mi)(mi)封運行(xing)參數。密(mi)(mi)(mi)(mi)封每旋(xuan)轉(zhuan)一(yi)周(zhou)其補償環都要作相應(ying)的(de)(de)運行(xing),從(cong)(cong)而保證密(mi)(mi)(mi)(mi)封端(duan)面(mian)(mian)的(de)(de)貼合性。對于滑動輔(fu)助(zhu)密(mi)(mi)(mi)(mi)封件,如O形圈或楔形環,密(mi)(mi)(mi)(mi)封面(mian)(mian)上的(de)(de)載荷(he)(he)沿圓周(zhou)變(bian)化,應(ying)盡量防止不受(shou)載荷(he)(he)的(de)(de)一(yi)側發(fa)生(sheng)泄漏,受(shou)載荷(he)(he)的(de)(de)一(yi)側出(chu)現過度(du)磨損的(de)(de)現象。泄漏會使流(liu)體(ti)(ti)的(de)(de)雜粒滲到端(duan)面(mian)(mian)液膜中,從(cong)(cong)而加(jia)速密(mi)(mi)(mi)(mi)封端(duan)面(mian)(mian)磨損。
密(mi)(mi)封件(jian)在(zai)加(jia)工過程中,一般不(bu)能用機械方法加(jia)以(yi)平衡。在(zai)設計(ji)中要盡量減少(shao)不(bu)平衡因素(su),如單(dan)彈簧就會造成不(bu)平衡,特別是在(zai)制造粗(cu)糙的動(dong)環(huan)或向(xiang)密(mi)(mi)封件(jian)傳(chuan)遞的動(dong)力具有“尾隨脈(mo)沖”情況時,更應注(zhu)意不(bu)平衡問題。
在(zai)采用(yong)內(nei)裝(zhuang)式機械密(mi)封(feng)(feng)時,作用(yong)在(zai)密(mi)封(feng)(feng)上(shang)(shang)的沖擊力常常是由泵送介質的自循(xun)環(huan)造成的。為(wei)確保密(mi)封(feng)(feng)性能(neng),自循(xun)環(huan)液體應從兩密(mi)封(feng)(feng)端(duan)的外側通過。若流量(liang)過大,則作用(yong)在(zai)密(mi)封(feng)(feng)環(huan)上(shang)(shang)的沖擊力可能(neng)會(hui)使密(mi)封(feng)(feng)端(duan)錯位(wei),其后果自然是振動。
為減輕振動的(de)影響(xiang),可以(yi)使自循(xun)(xun)環流(liu)體,由切向入(ru)口;如(ru)有可能(neng),循(xun)(xun)環流(liu)量可以(yi)通過密封(feng)(feng)腔(qiang)內襯套的(de)配合間隙加以(yi)控制,或者將密封(feng)(feng)腔(qiang)內的(de)吸入(ru)管(guan)和排出管(guan)反接,使流(liu)向改變(bian)而形(xing)成逆(ni)循(xun)(xun)環。后一(yi)種方法常在立(li)式泵(beng)中采用,因為它(ta)同時解決了密封(feng)(feng)腔(qiang)上部的(de)排氣問題;但是,這常被(bei)人(ren)們所忽視(shi),甚至在臥式泵(beng)的(de)設(she)計中,密封(feng)(feng)腔(qiang)內由于逆(ni)循(xun)(xun)環產生(sheng)的(de)壓差而會顯著改善密封(feng)(feng)效果(guo)。