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新政鎮引起離心泵機械密封振動的原因

發布時間:2022-01-04 11:25:56 人氣:125474 來源:

  1.泵(beng)自身構體(ti)引起的振動


  離心泵(beng)是由軸、軸承及安裝(zhuang)在軸上(shang)的葉(xie)輪(lun)(lun),驅(qu)動(dong)(dong)(dong)裝(zhuang)置(如電機(ji)、汽輪(lun)(lun)機(ji)、燃氣輪(lun)(lun)機(ji)驅(qu)動(dong)(dong)(dong)等)構成的。泵(beng)軸振(zhen)動(dong)(dong)(dong)、轉子不平衡、驅(qu)動(dong)(dong)(dong)軸不同心、軸承缺陷、葉(xie)片及軸上(shang)其他(ta)部(bu)件(jian)松動(dong)(dong)(dong)等,都(dou)有可能引起(qi)振(zhen)動(dong)(dong)(dong)。使用振(zhen)動(dong)(dong)(dong)監測(ce)裝(zhuang)置可以測(ce)得(de)單個振(zhen)動(dong)(dong)(dong)頻率,用于(yu)分析這些(xie)振(zhen)源類型。


  裝在泵軸上的新政鎮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新政鎮機械密封中的(de)(de)彈(dan)性(xing)元件固有頻率相(xiang)同,就可造成摩擦副磨(mo)損(sun)加快(kuai)或(huo)疲勞(lao)損(sun)傷。當(dang)然,這種損(sun)傷還(huan)有其他因素。所以在(zai)設計(ji)或(huo)選型時(shi),必須保(bao)證可預測的(de)(de)共振頻率不要與激勵頻率重合,應采取可靠(kao)減振措(cuo)施(shi),設計(ji)的(de)(de)臨(lin)界轉(zhuan)(zhuan)速不能(neng)與工作轉(zhuan)(zhuan)速相(xiang)距太(tai)近;在(zai)操作溫度下(xia),將安(an)裝(zhuang)誤差減至最小(xiao),因為這些誤差會導致密(mi)封彈(dan)性(xing)裝(zhuang)置的(de)(de)位移(yi);轉(zhuan)(zhuan)子要充分平衡(heng);垂直安(an)裝(zhuang)軸上的(de)(de)軸承,其承受的(de)(de)載(zai)荷應使滾動件打滑的(de)(de)可能(neng)性(xing)減至最小(xiao)。

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  需要說明的是:


  (1)新政鎮機械密封的彈(dan)(dan)性元件(包括單彈(dan)(dan)簧和多彈(dan)(dan)簧),彈(dan)(dan)簧本身可(ke)承受大部分振(zhen)動載荷,輔助密(mi)封也有一(yi)定減振(zhen)效(xiao)果,如楔形環、O形圈、膨(peng)脹(zhang)石墨(mo)等;


  (2)對于支承(cheng)在(zai)彈簧上的(de)質量(liang)較小的(de)密(mi)(mi)封(feng),如石墨密(mi)(mi)封(feng)環的(de)結構(gou),其固有頻率相對較大;


  (3)支(zhi)承(cheng)在低彈(dan)性(xing)彈(dan)簧(huang)上(shang)的(de)質量較大的(de)密封(feng),其固有頻(pin)率相對較小,且(qie)腔體內壓力較低情況下出(chu)現共振可能性(xing)較小,金(jin)屬波紋管(guan)型密封(feng)根據(ju)不同的(de)強度設計(ji),其彈(dan)性(xing)有高有低;


  (4)由于沒有滑(hua)動的輔(fu)助密(mi)封(feng)(feng),所以(yi)依靠密(mi)封(feng)(feng)端面上(shang)的液膜或液體減振,當然也可以(yi)設計(ji)帶滑(hua)動的輔(fu)助密(mi)封(feng)(feng),提高它的穩定性和剛(gang)性;


  (5)大多數新政鎮機械密封的固有頻率都遠高于正常的操作轉速,對于金屬波紋管型新政鎮機械密封,要特別注意避免軸(zhou)向共振,異常振動會加(jia)劇波(bo)紋管疲勞斷裂(lie)。如泵軸(zhou)上軸(zhou)承(cheng)的軸(zhou)向游隙調(diao)整不當(dang)就容易(yi)出(chu)現這現象。


  另外根據密封環材(cai)(cai)(cai)料的(de)(de)不同,特(te)別是當采用碳化鎢(wu)類高密度(du)材(cai)(cai)(cai)料時,更應注(zhu)意共振問題。因此,當支承在彈性元件的(de)(de)密封環需要采用硬質材(cai)(cai)(cai)料時,條件允許情況下一般都(dou)選用密度(du)相對(dui)較低(di)的(de)(de)碳化硅、陶瓷等材(cai)(cai)(cai)料。


  2.在正常(chang)及擾動(dong)(dong)條件下產生的振動(dong)(dong)


  泵運行時,其轉子及新政鎮機械密封會受到(dao)液力振動(dong)影響,當流(liu)(liu)量(liang)(liang)發生變化時,葉輪入口(kou)處(chu)液體(ti)會產生波動(dong),若不(bu)是在最佳效(xiao)率下運行,葉輪入口(kou)及擴壓(ya)管處(chu)的(de)流(liu)(liu)體(ti)壓(ya)頭會增大。低于(yu)或高于(yu)最佳效(xiao)率點的(de)流(liu)(liu)量(liang)(liang)時,或輸送介(jie)質(zhi)無法(fa)達到(dao)泵的(de)氣(qi)蝕余量(liang)(liang)時,都可能產生氣(qi)蝕現象,則密(mi)封激振就更(geng)明顯。另(ling)外,入口(kou)處(chu)介(jie)質(zhi)的(de)流(liu)(liu)動(dong)還會受到(dao)泵內介(jie)質(zhi)自循環的(de)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,防止介質在新政鎮機械密封的表面氣蝕產生激振。


  3.溫(wen)度及壓力變化使泵變形(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,引起新政鎮機械密封振動。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。由于新政鎮機械密封的一(yi)側固定在殼(ke)體上(shang),而另一(yi)端固定在轉(zhuan)軸(zhou)上(shang),所以必(bi)須有吸收這兩種不同振動(dong)的能力。


  壓力也能使泵體變形,從而多新政鎮機械密封產生(sheng)(sheng)干擾。當密封(feng)腔(qiang)內壓力發(fa)生(sheng)(sheng)變(bian)化時,作用在密封(feng)端面上的載(zai)荷(he)也(ye)會隨之發(fa)生(sheng)(sheng)變(bian)化,從而產生(sheng)(sheng)突變(bian)載(zai)荷(he)引(yin)起(qi)振(zhen)動。


  4.制造安(an)裝原因(yin)產生的振動


  密封(feng)端(duan)(duan)面(mian)(mian)粗糙度過大,不(bu)能保證很好的(de)(de)貼(tie)合性,密封(feng)的(de)(de)穩定(ding)性就會(hui)(hui)受到(dao)影(ying)響(xiang),影(ying)響(xiang)程(cheng)度不(bu)僅取決(jue)于密封(feng)的(de)(de)具體(ti)結(jie)構,而且取決(jue)于密封(feng)運(yun)行(xing)參數(shu)。密封(feng)每旋轉一周其補(bu)償環都要作(zuo)相應的(de)(de)運(yun)行(xing),從而保證密封(feng)端(duan)(duan)面(mian)(mian)的(de)(de)貼(tie)合性。對于滑動(dong)輔助密封(feng)件,如O形圈或楔形環,密封(feng)面(mian)(mian)上的(de)(de)載荷(he)沿圓周變化(hua),應盡(jin)量防止不(bu)受載荷(he)的(de)(de)一側發生泄(xie)漏,受載荷(he)的(de)(de)一側出(chu)現(xian)過度磨損的(de)(de)現(xian)象。泄(xie)漏會(hui)(hui)使流體(ti)的(de)(de)雜(za)粒(li)滲到(dao)端(duan)(duan)面(mian)(mian)液膜中,從而加(jia)速密封(feng)端(duan)(duan)面(mian)(mian)磨損。


  密封件在加(jia)工(gong)過程中(zhong),一般不能用機械方法加(jia)以平(ping)衡(heng)(heng)。在設(she)計中(zhong)要盡量減(jian)少不平(ping)衡(heng)(heng)因素,如單彈簧(huang)就會(hui)造(zao)成不平(ping)衡(heng)(heng),特(te)別是在制造(zao)粗(cu)糙(cao)的動環或(huo)向密封件傳遞的動力(li)具有“尾隨脈沖”情況(kuang)時,更應(ying)注意(yi)不平(ping)衡(heng)(heng)問題。


  在采(cai)用(yong)內裝(zhuang)式機械(xie)密(mi)(mi)封時,作用(yong)在密(mi)(mi)封上的(de)(de)沖(chong)擊力常常是由泵送介質的(de)(de)自循(xun)環(huan)造成的(de)(de)。為確保密(mi)(mi)封性能,自循(xun)環(huan)液體應從兩(liang)密(mi)(mi)封端(duan)的(de)(de)外側通過。若(ruo)流量過大,則作用(yong)在密(mi)(mi)封環(huan)上的(de)(de)沖(chong)擊力可(ke)能會使密(mi)(mi)封端(duan)錯位,其后果(guo)自然是振動(dong)。


  為減(jian)輕振動的(de)影(ying)響,可(ke)以使(shi)自循環流體,由切(qie)向入口;如有可(ke)能,循環流量可(ke)以通(tong)過(guo)密(mi)(mi)封(feng)腔(qiang)(qiang)內(nei)(nei)襯套的(de)配合間隙加以控制(zhi),或者將密(mi)(mi)封(feng)腔(qiang)(qiang)內(nei)(nei)的(de)吸(xi)入管和排出管反接,使(shi)流向改變(bian)而形成逆(ni)循環。后(hou)一種方法常在立式泵(beng)中(zhong)采用(yong),因為它同時解決了密(mi)(mi)封(feng)腔(qiang)(qiang)上部的(de)排氣問題(ti);但是,這常被(bei)人們所忽視(shi),甚至在臥式泵(beng)的(de)設(she)計中(zhong),密(mi)(mi)封(feng)腔(qiang)(qiang)內(nei)(nei)由于逆(ni)循環產生的(de)壓差而會顯(xian)著改善(shan)密(mi)(mi)封(feng)效果。