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發布(bu)時間(jian):2022-01-04 11:25:56 人氣(qi):126475 來源:
1.泵自身(shen)構體引起的振動
離心泵(beng)是由(you)軸、軸承及安(an)裝在軸上(shang)的葉輪(lun),驅(qu)動(dong)(dong)(dong)裝置(如(ru)電機(ji)、汽輪(lun)機(ji)、燃氣輪(lun)機(ji)驅(qu)動(dong)(dong)(dong)等(deng))構成的。泵(beng)軸振(zhen)動(dong)(dong)(dong)、轉(zhuan)子不平衡、驅(qu)動(dong)(dong)(dong)軸不同心、軸承缺陷、葉片(pian)及軸上(shang)其他部件松動(dong)(dong)(dong)等(deng),都有(you)可能引起(qi)振(zhen)動(dong)(dong)(dong)。使用振(zhen)動(dong)(dong)(dong)監測裝置可以(yi)測得(de)單個振(zhen)動(dong)(dong)(dong)頻率,用于(yu)分析這些振(zhen)源類型。
裝在泵軸上的延長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延長機械密封中的(de)(de)彈性(xing)元件(jian)固有頻(pin)(pin)(pin)率(lv)相(xiang)(xiang)同,就(jiu)可(ke)(ke)造成摩擦(ca)副磨損(sun)(sun)加快或疲勞損(sun)(sun)傷。當(dang)然,這種損(sun)(sun)傷還有其他因素(su)。所以在(zai)(zai)設(she)計或選型時,必(bi)須保證(zheng)可(ke)(ke)預(yu)測(ce)的(de)(de)共振(zhen)(zhen)頻(pin)(pin)(pin)率(lv)不要與(yu)激勵(li)頻(pin)(pin)(pin)率(lv)重合,應采取(qu)可(ke)(ke)靠減振(zhen)(zhen)措施,設(she)計的(de)(de)臨界轉(zhuan)速不能與(yu)工作轉(zhuan)速相(xiang)(xiang)距太近;在(zai)(zai)操作溫度下(xia),將(jiang)安裝誤差減至(zhi)最(zui)小,因為這些誤差會導(dao)致(zhi)密封彈性(xing)裝置的(de)(de)位(wei)移;轉(zhuan)子要充分平衡;垂(chui)直安裝軸上的(de)(de)軸承(cheng),其承(cheng)受的(de)(de)載荷(he)應使滾動件(jian)打滑的(de)(de)可(ke)(ke)能性(xing)減至(zhi)最(zui)小。
需要說明的是:
(1)延長機械密封的(de)彈性元件(包括單彈簧和多彈簧),彈簧本身可承(cheng)受大部分振(zhen)動載荷,輔助密(mi)封也有一定(ding)減(jian)振(zhen)效果,如楔形環、O形圈、膨脹石墨等;
(2)對于支承在彈簧上的質量較小的密封,如石墨(mo)密封環(huan)的結構,其固有頻(pin)率相對較大;
(3)支(zhi)承在低彈(dan)(dan)性(xing)彈(dan)(dan)簧上的質(zhi)量較(jiao)大(da)的密封(feng),其(qi)固(gu)有(you)頻率相對較(jiao)小,且腔(qiang)體內壓力(li)較(jiao)低情況下出現共(gong)振可能性(xing)較(jiao)小,金屬波紋管(guan)型密封(feng)根(gen)據不同的強度設(she)計,其(qi)彈(dan)(dan)性(xing)有(you)高有(you)低;
(4)由于沒有滑(hua)動的(de)輔助密封,所以(yi)依靠(kao)密封端(duan)面(mian)上的(de)液膜或液體減振,當然也可以(yi)設計帶滑(hua)動的(de)輔助密封,提高它(ta)的(de)穩定性和(he)剛(gang)性;
(5)大多數延長機械密封的固有頻率都遠高于正常的操作轉速,對于金屬波紋管型延長機械密封,要特別注意(yi)避免軸向共振,異常(chang)振動會加劇波紋管(guan)疲(pi)勞斷裂。如(ru)泵軸上軸承的軸向游隙調整不(bu)當就容易出現這現象。
另(ling)外(wai)根據(ju)密(mi)封環材(cai)(cai)料(liao)的不同,特(te)別是當(dang)(dang)采(cai)用(yong)碳化(hua)鎢類高密(mi)度材(cai)(cai)料(liao)時,更應注意(yi)共振問題。因此,當(dang)(dang)支承在彈性元件(jian)的密(mi)封環需要采(cai)用(yong)硬(ying)質材(cai)(cai)料(liao)時,條件(jian)允許情況下一般都選(xuan)用(yong)密(mi)度相(xiang)對較(jiao)低的碳化(hua)硅、陶瓷(ci)等材(cai)(cai)料(liao)。
2.在(zai)正常(chang)及擾動(dong)條(tiao)件下產生的(de)振動(dong)
泵運行時,其轉子及延長機械密封會(hui)受(shou)(shou)到液力振動影響(xiang),當流(liu)量發生(sheng)(sheng)變化時(shi),葉(xie)輪(lun)入(ru)口(kou)處(chu)液體(ti)(ti)會(hui)產(chan)生(sheng)(sheng)波動,若不是在最佳效(xiao)率下運行,葉(xie)輪(lun)入(ru)口(kou)及擴壓管處(chu)的(de)流(liu)體(ti)(ti)壓頭會(hui)增大。低于或高(gao)于最佳效(xiao)率點的(de)流(liu)量時(shi),或輸送介(jie)質(zhi)(zhi)(zhi)無法(fa)達到泵(beng)的(de)氣蝕余(yu)量時(shi),都可能產(chan)生(sheng)(sheng)氣蝕現(xian)象,則(ze)密封激振就更明顯。另外(wai),入(ru)口(kou)處(chu)介(jie)質(zhi)(zhi)(zhi)的(de)流(liu)動還(huan)會(hui)受(shou)(shou)到泵(beng)內介(jie)質(zhi)(zhi)(zhi)自循環(huan)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,防止介質在延長機械密封的表面氣蝕(shi)產生激(ji)振。
3.溫度及壓(ya)力變化使(shi)泵變形(xing)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,引起延長機械密封振動。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。由于延長機械密封的(de)一(yi)側(ce)固定在殼體上,而另一(yi)端(duan)固定在轉軸(zhou)上,所以(yi)必須有吸收這(zhe)兩(liang)種不同振動的(de)能力。
壓力也能使泵體變形,從而多延長機械密封產生(sheng)(sheng)干擾(rao)。當密封腔內壓力發(fa)生(sheng)(sheng)變(bian)化時(shi),作用在密封端面(mian)上的載荷也會隨之發(fa)生(sheng)(sheng)變(bian)化,從而產生(sheng)(sheng)突變(bian)載荷引起振(zhen)動。
4.制造安(an)裝原因產生的(de)振(zhen)動
密(mi)(mi)封(feng)(feng)(feng)(feng)端(duan)(duan)面(mian)粗糙(cao)度過(guo)大,不能保(bao)證很好的(de)貼合(he)性(xing)(xing),密(mi)(mi)封(feng)(feng)(feng)(feng)的(de)穩定性(xing)(xing)就會(hui)受到(dao)(dao)影(ying)響,影(ying)響程度不僅(jin)取決于(yu)密(mi)(mi)封(feng)(feng)(feng)(feng)的(de)具體結構,而(er)且(qie)取決于(yu)密(mi)(mi)封(feng)(feng)(feng)(feng)運行(xing)參數。密(mi)(mi)封(feng)(feng)(feng)(feng)每旋(xuan)轉一(yi)周其補償(chang)環都要作相應(ying)的(de)運行(xing),從而(er)保(bao)證密(mi)(mi)封(feng)(feng)(feng)(feng)端(duan)(duan)面(mian)的(de)貼合(he)性(xing)(xing)。對于(yu)滑動輔助(zhu)密(mi)(mi)封(feng)(feng)(feng)(feng)件,如(ru)O形圈或楔(xie)形環,密(mi)(mi)封(feng)(feng)(feng)(feng)面(mian)上的(de)載(zai)(zai)荷(he)沿圓周變(bian)化,應(ying)盡量防止不受載(zai)(zai)荷(he)的(de)一(yi)側發生泄(xie)漏,受載(zai)(zai)荷(he)的(de)一(yi)側出現過(guo)度磨(mo)損的(de)現象。泄(xie)漏會(hui)使流體的(de)雜粒滲(shen)到(dao)(dao)端(duan)(duan)面(mian)液膜中(zhong),從而(er)加速密(mi)(mi)封(feng)(feng)(feng)(feng)端(duan)(duan)面(mian)磨(mo)損。
密封件在(zai)(zai)加工過程(cheng)中,一般不能用機(ji)械方法(fa)加以平(ping)(ping)衡。在(zai)(zai)設計(ji)中要盡量(liang)減少不平(ping)(ping)衡因素,如單彈簧就會造成不平(ping)(ping)衡,特(te)別是在(zai)(zai)制(zhi)造粗糙的(de)動(dong)(dong)環或向密封件傳遞的(de)動(dong)(dong)力具有“尾隨脈(mo)沖”情況時,更(geng)應(ying)注意不平(ping)(ping)衡問題(ti)。
在采用(yong)(yong)內裝式機械密(mi)封時,作用(yong)(yong)在密(mi)封上(shang)的(de)沖擊力常常是由泵送介質的(de)自循(xun)環造成的(de)。為(wei)確保(bao)密(mi)封性能(neng),自循(xun)環液體應(ying)從兩密(mi)封端的(de)外側通過。若流量過大,則作用(yong)(yong)在密(mi)封環上(shang)的(de)沖擊力可能(neng)會使密(mi)封端錯位,其后(hou)果自然是振動(dong)。
為(wei)減輕振(zhen)動的影響(xiang),可以(yi)使(shi)自循環流(liu)體,由切向入口;如有可能,循環流(liu)量可以(yi)通過密(mi)封(feng)腔(qiang)內(nei)襯套的配合間隙加以(yi)控制(zhi),或者將密(mi)封(feng)腔(qiang)內(nei)的吸入管(guan)和排出管(guan)反接,使(shi)流(liu)向改變而形成逆循環。后(hou)一種(zhong)方(fang)法常在立式泵(beng)中采用,因為(wei)它(ta)同時解決了密(mi)封(feng)腔(qiang)上部的排氣問(wen)題;但是,這(zhe)常被人(ren)們所忽視,甚至在臥式泵(beng)的設計中,密(mi)封(feng)腔(qiang)內(nei)由于(yu)逆循環產生的壓(ya)差(cha)而會(hui)顯著改善密(mi)封(feng)效(xiao)果。