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發布時間:2022-01-04 11:25:56 人氣(qi):119211 來源:
1.泵自身構體(ti)引起的振動
離心泵是(shi)由軸、軸承及(ji)安裝在軸上的葉輪,驅動裝置(如(ru)電機、汽輪機、燃氣輪機驅動等)構(gou)成的。泵軸振(zhen)動、轉(zhuan)子(zi)不(bu)平衡、驅動軸不(bu)同心、軸承缺陷、葉片及(ji)軸上其他(ta)部件松動等,都(dou)有可能引起振(zhen)動。使用振(zhen)動監測(ce)裝置可以測(ce)得單個振(zhen)動頻率(lv),用于分析這些振(zhen)源類型。
裝在泵軸上的卓尼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卓尼機械密封中的彈性元件(jian)(jian)固有頻(pin)率相同,就可造成摩擦副磨損(sun)加(jia)快或疲勞(lao)損(sun)傷。當(dang)然(ran),這(zhe)種損(sun)傷還有其(qi)他因素。所以在(zai)設計或選型時(shi),必須保證可預測的共振頻(pin)率不要與激(ji)勵頻(pin)率重合,應采(cai)取可靠減(jian)振措施,設計的臨界轉速不能與工作轉速相距太(tai)近;在(zai)操作溫度下,將安裝誤差減(jian)至(zhi)最小,因為這(zhe)些(xie)誤差會導致密封(feng)彈性裝置的位(wei)移;轉子要充(chong)分平衡;垂(chui)直安裝軸上的軸承(cheng)(cheng),其(qi)承(cheng)(cheng)受的載荷應使滾動(dong)件(jian)(jian)打滑的可能性減(jian)至(zhi)最小。
需要說明的是:
(1)卓尼機械密封的彈性元件(包括(kuo)單彈簧和多彈簧),彈簧本身可(ke)承受(shou)大部(bu)分振動載(zai)荷(he),輔助密(mi)封也(ye)有(you)一定減振效果,如楔形(xing)環(huan)、O形(xing)圈、膨脹石墨等;
(2)對于支承在(zai)彈簧上(shang)的(de)質(zhi)量較小(xiao)的(de)密(mi)封(feng),如石墨密(mi)封(feng)環的(de)結(jie)構,其固有頻率相對較大(da);
(3)支承在(zai)低(di)(di)彈(dan)性(xing)彈(dan)簧上(shang)的(de)質量較(jiao)大(da)的(de)密封(feng)(feng),其(qi)固(gu)有(you)頻(pin)率相對較(jiao)小,且腔體內(nei)壓(ya)力較(jiao)低(di)(di)情況(kuang)下出現(xian)共振可能(neng)性(xing)較(jiao)小,金(jin)屬波紋(wen)管型密封(feng)(feng)根據不同的(de)強度設計(ji),其(qi)彈(dan)性(xing)有(you)高有(you)低(di)(di);
(4)由(you)于沒有(you)滑動的輔助(zhu)密封,所以依靠密封端面(mian)上的液膜(mo)或(huo)液體減(jian)振,當(dang)然(ran)也(ye)可(ke)以設計帶滑動的輔助(zhu)密封,提高它的穩定性和剛性;
(5)大多數卓尼機械密封的固有頻率都遠高于正常的操作轉速,對于金屬波紋管型卓尼機械密封,要(yao)特別注(zhu)意(yi)避免軸向共振(zhen),異常振(zhen)動會加劇波紋(wen)管疲勞斷裂。如泵軸上(shang)軸承的軸向游隙調(diao)整不當就容(rong)易出(chu)現這現象(xiang)。
另(ling)外根據(ju)密(mi)封環材(cai)料(liao)的(de)不同,特別是(shi)當采(cai)用(yong)(yong)碳(tan)化鎢(wu)類高密(mi)度(du)材(cai)料(liao)時,更應注意共振問(wen)題。因此,當支(zhi)承在(zai)彈性元件的(de)密(mi)封環需要采(cai)用(yong)(yong)硬質材(cai)料(liao)時,條件允許情況(kuang)下(xia)一(yi)般都選用(yong)(yong)密(mi)度(du)相對較低的(de)碳(tan)化硅、陶瓷等材(cai)料(liao)。
2.在正常(chang)及擾動條件下產生的振(zhen)動
泵運行時,其轉子及卓尼機械密封會受(shou)到(dao)液(ye)力振動影響,當流量發(fa)生(sheng)變(bian)化時,葉輪入口處液(ye)體(ti)會產生(sheng)波動,若不是在最佳(jia)(jia)效率(lv)下運行,葉輪入口及擴壓管處的(de)(de)(de)流體(ti)壓頭會增大。低于或高于最佳(jia)(jia)效率(lv)點的(de)(de)(de)流量時,或輸送介(jie)質(zhi)無法達到(dao)泵的(de)(de)(de)氣(qi)蝕余量時,都可(ke)能產生(sheng)氣(qi)蝕現(xian)象,則密封激振就(jiu)更明(ming)顯。另外,入口處介(jie)質(zhi)的(de)(de)(de)流動還會受(shou)到(dao)泵內介(jie)質(zhi)自(zi)循環的(de)(de)(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,防止介質在卓尼機械密封的表(biao)面氣蝕產生激振。
3.溫(wen)度及(ji)壓力變(bian)化使泵變(bian)形而產生的(de)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,引起卓尼機械密封振動。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。由于卓尼機械密封的(de)(de)一(yi)側固定在(zai)殼體上,而(er)另一(yi)端(duan)固定在(zai)轉軸上,所以必須有吸收(shou)這兩種不同振(zhen)動的(de)(de)能(neng)力。
壓力也能使泵體變形,從而多卓尼機械密封產生(sheng)干擾。當密封腔內壓(ya)力發生(sheng)變(bian)(bian)化時,作用在密封端(duan)面上的載荷(he)也會隨之發生(sheng)變(bian)(bian)化,從(cong)而產生(sheng)突(tu)變(bian)(bian)載荷(he)引起振動(dong)。
4.制造安裝原因產生(sheng)的振動
密(mi)封端(duan)(duan)面(mian)(mian)粗(cu)糙(cao)度過大,不(bu)能保證很好(hao)的(de)(de)貼合性,密(mi)封的(de)(de)穩定性就(jiu)會(hui)受到(dao)影響,影響程(cheng)度不(bu)僅(jin)取決于密(mi)封的(de)(de)具體結構,而(er)且取決于密(mi)封運(yun)行參(can)數。密(mi)封每旋轉(zhuan)一(yi)(yi)周其補償環都要作相應(ying)的(de)(de)運(yun)行,從而(er)保證密(mi)封端(duan)(duan)面(mian)(mian)的(de)(de)貼合性。對于滑動輔助密(mi)封件,如O形(xing)圈(quan)或楔(xie)形(xing)環,密(mi)封面(mian)(mian)上的(de)(de)載荷沿圓(yuan)周變化,應(ying)盡量防止不(bu)受載荷的(de)(de)一(yi)(yi)側發生泄(xie)漏,受載荷的(de)(de)一(yi)(yi)側出現(xian)過度磨損(sun)的(de)(de)現(xian)象。泄(xie)漏會(hui)使流體的(de)(de)雜粒滲到(dao)端(duan)(duan)面(mian)(mian)液膜中,從而(er)加速密(mi)封端(duan)(duan)面(mian)(mian)磨損(sun)。
密封件(jian)在加工過程中,一般不能用機械方(fang)法加以平(ping)衡。在設計(ji)中要盡量減(jian)少不平(ping)衡因素,如(ru)單彈簧就會造(zao)成不平(ping)衡,特別是在制造(zao)粗糙的動環或向密封件(jian)傳遞的動力具有“尾隨脈沖”情況時,更應注意不平(ping)衡問題。
在(zai)采用內(nei)裝式機械密(mi)(mi)(mi)(mi)封時(shi),作用在(zai)密(mi)(mi)(mi)(mi)封上的(de)沖擊力常常是由泵(beng)送介質的(de)自(zi)循環(huan)造(zao)成(cheng)的(de)。為確(que)保密(mi)(mi)(mi)(mi)封性(xing)能,自(zi)循環(huan)液體應從兩密(mi)(mi)(mi)(mi)封端的(de)外側通過。若流(liu)量(liang)過大,則作用在(zai)密(mi)(mi)(mi)(mi)封環(huan)上的(de)沖擊力可能會使密(mi)(mi)(mi)(mi)封端錯位,其(qi)后果自(zi)然是振(zhen)動。
為減輕振動(dong)的(de)影響,可(ke)以使自循(xun)環流(liu)體,由切向入(ru)口;如有可(ke)能(neng),循(xun)環流(liu)量可(ke)以通過密封腔內襯套(tao)的(de)配合間(jian)隙(xi)加以控制,或者(zhe)將密封腔內的(de)吸(xi)入(ru)管和排出管反接,使流(liu)向改變而形成(cheng)逆循(xun)環。后一種方法常在(zai)立式泵中采用,因為它(ta)同時(shi)解(jie)決了密封腔上部的(de)排氣問(wen)題;但是,這常被人們所(suo)忽視,甚至在(zai)臥式泵的(de)設計中,密封腔內由于逆循(xun)環產生的(de)壓差而會顯著(zhu)改善密封效果。