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發布時間:2022-01-04 11:25:56 人氣:119133 來(lai)源:
1.泵自身構體(ti)引起的振動
離心(xin)泵是(shi)由軸(zhou)(zhou)、軸(zhou)(zhou)承及安裝在軸(zhou)(zhou)上的葉(xie)(xie)輪(lun),驅動裝置(zhi)(如電(dian)機、汽輪(lun)機、燃氣輪(lun)機驅動等)構成(cheng)的。泵軸(zhou)(zhou)振動、轉子不平衡、驅動軸(zhou)(zhou)不同(tong)心(xin)、軸(zhou)(zhou)承缺(que)陷、葉(xie)(xie)片(pian)及軸(zhou)(zhou)上其他部(bu)件松動等,都有可能引(yin)起振動。使(shi)用振動監測(ce)裝置(zhi)可以測(ce)得(de)單個振動頻率,用于分(fen)析這些(xie)振源類型。
裝在泵軸上的原平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原平機械密封中的(de)(de)(de)彈性(xing)元件固有(you)頻率相(xiang)同(tong),就可造成摩(mo)擦副磨損(sun)加快或(huo)疲(pi)勞損(sun)傷(shang)(shang)。當(dang)然,這種損(sun)傷(shang)(shang)還(huan)有(you)其(qi)他因素(su)。所(suo)以在設計或(huo)選型時,必須保證可預(yu)測的(de)(de)(de)共振(zhen)頻率不要(yao)與激勵(li)頻率重合,應采取可靠減振(zhen)措(cuo)施,設計的(de)(de)(de)臨界轉(zhuan)(zhuan)速不能(neng)與工作轉(zhuan)(zhuan)速相(xiang)距太近;在操作溫度(du)下,將安裝(zhuang)誤差減至最小,因為(wei)這些誤差會導致密封彈性(xing)裝(zhuang)置的(de)(de)(de)位移;轉(zhuan)(zhuan)子要(yao)充(chong)分平衡;垂直安裝(zhuang)軸上的(de)(de)(de)軸承(cheng),其(qi)承(cheng)受的(de)(de)(de)載荷應使滾動件打滑的(de)(de)(de)可能(neng)性(xing)減至最小。
需要說明的是:
(1)原平機械密封的(de)彈(dan)性元件(包括(kuo)單彈(dan)簧和多(duo)彈(dan)簧),彈(dan)簧本身可承受大部分振動(dong)載荷,輔助密封也有(you)一定減振效果,如楔形環(huan)、O形圈、膨脹石墨等;
(2)對于(yu)支承在彈簧上的(de)質(zhi)量(liang)較小的(de)密封,如石墨(mo)密封環的(de)結構,其固有頻率相對較大(da);
(3)支承在低(di)彈(dan)性(xing)彈(dan)簧上的(de)質量較(jiao)大(da)的(de)密封,其固有頻率相對較(jiao)小,且(qie)腔體內壓力較(jiao)低(di)情況下出(chu)現(xian)共振可能(neng)性(xing)較(jiao)小,金屬波紋管型密封根據(ju)不同的(de)強度設計(ji),其彈(dan)性(xing)有高有低(di);
(4)由于沒有滑動的(de)(de)輔助(zhu)密(mi)(mi)封,所(suo)以(yi)依靠密(mi)(mi)封端面上的(de)(de)液(ye)(ye)膜或液(ye)(ye)體(ti)減振,當然也可以(yi)設計帶滑動的(de)(de)輔助(zhu)密(mi)(mi)封,提(ti)高(gao)它的(de)(de)穩定性(xing)和剛性(xing);
(5)大多數原平機械密封的固有頻率都遠高于正常的操作轉速,對于金屬波紋管型原平機械密封,要特(te)別注意避(bi)免軸(zhou)向共振,異常振動會加劇(ju)波紋(wen)管疲勞(lao)斷裂(lie)。如(ru)泵軸(zhou)上(shang)軸(zhou)承的軸(zhou)向游(you)隙調整不(bu)當就容易出現(xian)這現(xian)象。
另(ling)外根據密(mi)封(feng)環材(cai)(cai)料(liao)的不同,特別(bie)是當采用碳化鎢類(lei)高密(mi)度材(cai)(cai)料(liao)時,更應注意共振問(wen)題。因此,當支承在彈性元件(jian)的密(mi)封(feng)環需要采用硬質(zhi)材(cai)(cai)料(liao)時,條(tiao)件(jian)允(yun)許情況下一般(ban)都選用密(mi)度相對較低(di)的碳化硅、陶瓷等材(cai)(cai)料(liao)。
2.在正常及擾動條件下產生的振動
泵運行時,其轉子及原平機械密封會(hui)(hui)受到液(ye)力振動(dong)影(ying)響,當流量發生(sheng)變化時,葉(xie)輪入(ru)(ru)口處液(ye)體會(hui)(hui)產生(sheng)波動(dong),若(ruo)不是在最佳效率(lv)下(xia)運(yun)行,葉(xie)輪入(ru)(ru)口及(ji)擴壓管處的流體壓頭會(hui)(hui)增大(da)。低于(yu)或高于(yu)最佳效率(lv)點的流量時,或輸(shu)送介(jie)質無法達到泵的氣蝕(shi)余量時,都可能產生(sheng)氣蝕(shi)現象,則密封激振就(jiu)更(geng)明顯。另外,入(ru)(ru)口處介(jie)質的流動(dong)還會(hui)(hui)受到泵內介(jie)質自循環的干擾。
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,防止介質在原平機械密封的表(biao)面氣蝕產生激(ji)振。
3.溫度及壓力變化(hua)使泵(beng)變形而產生(sheng)的振動
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,引起原平機械密封振動。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。由于原平機械密封的(de)一側(ce)固(gu)(gu)定在殼體上,而另一端固(gu)(gu)定在轉軸上,所以(yi)必須有吸收(shou)這兩種不(bu)同振動的(de)能(neng)力。
壓力也能使泵體變形,從而多原平機械密封產生(sheng)干擾。當密封腔(qiang)內壓(ya)力發生(sheng)變(bian)化時,作(zuo)用(yong)在密封端面(mian)上的載荷(he)(he)也會隨之發生(sheng)變(bian)化,從而產生(sheng)突變(bian)載荷(he)(he)引起振(zhen)動(dong)。
4.制造安裝原(yuan)因產生的振(zhen)動
密(mi)(mi)(mi)(mi)封(feng)端面(mian)粗糙度過大(da),不(bu)能保證很(hen)好的(de)(de)(de)(de)貼合性(xing),密(mi)(mi)(mi)(mi)封(feng)的(de)(de)(de)(de)穩定性(xing)就會受到影(ying)響(xiang),影(ying)響(xiang)程度不(bu)僅取決于(yu)密(mi)(mi)(mi)(mi)封(feng)的(de)(de)(de)(de)具體結構,而(er)且取決于(yu)密(mi)(mi)(mi)(mi)封(feng)運行參數(shu)。密(mi)(mi)(mi)(mi)封(feng)每旋轉一周其補償環都要作(zuo)相應的(de)(de)(de)(de)運行,從(cong)而(er)保證密(mi)(mi)(mi)(mi)封(feng)端面(mian)的(de)(de)(de)(de)貼合性(xing)。對(dui)于(yu)滑動輔助密(mi)(mi)(mi)(mi)封(feng)件,如O形圈或楔形環,密(mi)(mi)(mi)(mi)封(feng)面(mian)上的(de)(de)(de)(de)載荷(he)沿圓周變化,應盡量防(fang)止(zhi)不(bu)受載荷(he)的(de)(de)(de)(de)一側(ce)發生泄漏,受載荷(he)的(de)(de)(de)(de)一側(ce)出現過度磨(mo)損的(de)(de)(de)(de)現象。泄漏會使流體的(de)(de)(de)(de)雜粒滲到端面(mian)液膜中(zhong),從(cong)而(er)加速密(mi)(mi)(mi)(mi)封(feng)端面(mian)磨(mo)損。
密(mi)封(feng)件在(zai)(zai)加工過(guo)程中,一般不能用機(ji)械方法加以平(ping)衡(heng)。在(zai)(zai)設計中要盡(jin)量減少不平(ping)衡(heng)因(yin)素,如單彈(dan)簧就會造成(cheng)不平(ping)衡(heng),特別是在(zai)(zai)制造粗糙(cao)的(de)動環或(huo)向密(mi)封(feng)件傳遞的(de)動力具有(you)“尾隨脈(mo)沖(chong)”情況時,更應注意不平(ping)衡(heng)問題。
在(zai)采(cai)用(yong)(yong)(yong)內裝式機械密(mi)(mi)(mi)封(feng)(feng)(feng)時,作用(yong)(yong)(yong)在(zai)密(mi)(mi)(mi)封(feng)(feng)(feng)上(shang)的沖(chong)擊(ji)力常(chang)(chang)常(chang)(chang)是(shi)由泵送介質的自循環(huan)(huan)造成的。為確保(bao)密(mi)(mi)(mi)封(feng)(feng)(feng)性能,自循環(huan)(huan)液體應從(cong)兩密(mi)(mi)(mi)封(feng)(feng)(feng)端的外側通過(guo)。若流量過(guo)大,則作用(yong)(yong)(yong)在(zai)密(mi)(mi)(mi)封(feng)(feng)(feng)環(huan)(huan)上(shang)的沖(chong)擊(ji)力可能會使密(mi)(mi)(mi)封(feng)(feng)(feng)端錯位(wei),其后(hou)果自然是(shi)振動(dong)。
為減輕振動的(de)影響(xiang),可(ke)以使(shi)自循(xun)環流(liu)體,由(you)切(qie)向(xiang)入口;如(ru)有可(ke)能,循(xun)環流(liu)量可(ke)以通(tong)過(guo)密(mi)封腔內(nei)襯(chen)套(tao)的(de)配合間(jian)隙(xi)加以控制,或者將密(mi)封腔內(nei)的(de)吸入管和排出管反接,使(shi)流(liu)向(xiang)改(gai)變而形(xing)成逆(ni)循(xun)環。后一種方法常(chang)在立式(shi)泵(beng)中采用,因為它同時解決了(le)密(mi)封腔上部(bu)的(de)排氣問題(ti);但是,這常(chang)被人們所忽視,甚至在臥式(shi)泵(beng)的(de)設計中,密(mi)封腔內(nei)由(you)于逆(ni)循(xun)環產生的(de)壓差而會顯(xian)著改(gai)善密(mi)封效果(guo)。