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發布時間:2022-01-04 11:25:56 人氣:125876 來源:
1.泵自身(shen)構體引起(qi)的振(zhen)動
離心(xin)泵是由軸(zhou)、軸(zhou)承及(ji)(ji)安裝在軸(zhou)上的葉(xie)(xie)輪(lun),驅動(dong)(dong)(dong)裝置(如電機、汽(qi)輪(lun)機、燃氣輪(lun)機驅動(dong)(dong)(dong)等)構成的。泵軸(zhou)振(zhen)動(dong)(dong)(dong)、轉子(zi)不平衡、驅動(dong)(dong)(dong)軸(zhou)不同心(xin)、軸(zhou)承缺陷、葉(xie)(xie)片(pian)及(ji)(ji)軸(zhou)上其他部件(jian)松(song)動(dong)(dong)(dong)等,都有可能引起振(zhen)動(dong)(dong)(dong)。使用振(zhen)動(dong)(dong)(dong)監測裝置可以測得單個振(zhen)動(dong)(dong)(dong)頻率,用于分析這些振(zhen)源類型(xing)。
裝在泵軸上的紫金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紫金機械密封中的(de)彈性元件(jian)固有頻率(lv)相同,就(jiu)可(ke)(ke)造成摩擦(ca)副磨損(sun)加快或(huo)疲勞損(sun)傷(shang)。當(dang)然,這種(zhong)損(sun)傷(shang)還有其他因(yin)(yin)素(su)。所以在(zai)設(she)計或(huo)選型(xing)時,必須保(bao)證(zheng)可(ke)(ke)預測的(de)共振頻率(lv)不要與激(ji)勵頻率(lv)重合,應(ying)采取可(ke)(ke)靠減振措施,設(she)計的(de)臨界轉速不能(neng)與工作轉速相距太近;在(zai)操作溫度下,將安(an)裝誤差(cha)(cha)減至最(zui)(zui)小(xiao),因(yin)(yin)為這些誤差(cha)(cha)會導致密封彈性裝置的(de)位移;轉子要充(chong)分平(ping)衡;垂直安(an)裝軸上的(de)軸承(cheng),其承(cheng)受的(de)載荷(he)應(ying)使滾動件(jian)打滑的(de)可(ke)(ke)能(neng)性減至最(zui)(zui)小(xiao)。
需要說明的是:
(1)紫金機械密封的彈(dan)(dan)性元件(jian)(包括單(dan)彈(dan)(dan)簧和多彈(dan)(dan)簧),彈(dan)(dan)簧本身可承(cheng)受大部分(fen)振動載荷,輔助密封也有一定減振效果(guo),如(ru)楔形環(huan)、O形圈、膨(peng)脹石墨等(deng);
(2)對于支承(cheng)在彈簧上的(de)(de)質量較(jiao)小的(de)(de)密(mi)封,如(ru)石墨密(mi)封環的(de)(de)結(jie)構,其固有頻率相對較(jiao)大(da);
(3)支承在低彈性彈簧上的(de)質(zhi)量較(jiao)(jiao)大的(de)密封,其(qi)固有頻率相對較(jiao)(jiao)小(xiao),且(qie)腔體內壓力(li)較(jiao)(jiao)低情(qing)況下(xia)出(chu)現共(gong)振可能性較(jiao)(jiao)小(xiao),金(jin)屬(shu)波紋管型密封根據(ju)不同的(de)強度設(she)計(ji),其(qi)彈性有高有低;
(4)由于沒有滑動的輔助密封,所以(yi)依靠密封端(duan)面上的液(ye)膜或液(ye)體減振,當(dang)然也可以(yi)設計帶滑動的輔助密封,提高它的穩定性和(he)剛(gang)性;
(5)大多數紫金機械密封的固有頻率都遠高于正常的操作轉速,對于金屬波紋管型紫金機械密封,要特別(bie)注(zhu)意避免軸(zhou)向共振,異常振動會加劇波紋管(guan)疲勞斷裂。如泵軸(zhou)上軸(zhou)承的軸(zhou)向游隙調整不當(dang)就容易(yi)出現這現象。
另外根(gen)據密(mi)封環材(cai)(cai)料的(de)不(bu)同,特別是當采用碳化(hua)鎢類高(gao)密(mi)度(du)(du)材(cai)(cai)料時(shi),更(geng)應注意共振問題(ti)。因此,當支承在彈性(xing)元件的(de)密(mi)封環需要采用硬質材(cai)(cai)料時(shi),條(tiao)件允許情況下一般都選用密(mi)度(du)(du)相(xiang)對較低的(de)碳化(hua)硅、陶(tao)瓷等材(cai)(cai)料。
2.在正常及擾動條件下產生的振動
泵運行時,其轉子及紫金機械密封會(hui)受到液(ye)力振動(dong)影響,當流量發生變(bian)化(hua)時,葉輪入口處液(ye)體會(hui)產生波動(dong),若不是在最佳(jia)效率(lv)下運行,葉輪入口及擴壓(ya)管(guan)處的流體壓(ya)頭會(hui)增大。低于(yu)或(huo)高于(yu)最佳(jia)效率(lv)點(dian)的流量時,或(huo)輸送介(jie)質(zhi)無法(fa)達到泵的氣(qi)蝕余量時,都(dou)可能產生氣(qi)蝕現(xian)象(xiang),則密封激振就更明(ming)顯。另(ling)外,入口處介(jie)質(zhi)的流動(dong)還會(hui)受到泵內(nei)介(jie)質(zhi)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,防止介質在紫金機械密封的(de)表面氣蝕產生(sheng)激振(zhen)。
3.溫度及壓力(li)變(bian)化使(shi)泵變(bian)形而產生的振動
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,引起紫金機械密封振動。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。由于紫金機械密封的一側固定(ding)在殼體上,而另(ling)一端固定(ding)在轉軸(zhou)上,所以(yi)必(bi)須有(you)吸收這兩(liang)種(zhong)不(bu)同振動的能力。
壓力也能使泵體變形,從而多紫金機械密封產生(sheng)干擾。當(dang)密封腔內(nei)壓力發(fa)生(sheng)變化(hua)時,作用在密封端面上的載(zai)荷也(ye)會隨之(zhi)發(fa)生(sheng)變化(hua),從而產生(sheng)突變載(zai)荷引起(qi)振動。
4.制造安裝原因產生的振動
密(mi)(mi)(mi)封端(duan)面粗(cu)糙(cao)度(du)(du)過大,不能保(bao)(bao)證很(hen)好的(de)(de)貼(tie)合(he)性,密(mi)(mi)(mi)封的(de)(de)穩(wen)定性就會受(shou)到影(ying)響,影(ying)響程度(du)(du)不僅取(qu)決于(yu)(yu)密(mi)(mi)(mi)封的(de)(de)具體結構,而且取(qu)決于(yu)(yu)密(mi)(mi)(mi)封運行參數。密(mi)(mi)(mi)封每旋轉一(yi)(yi)周(zhou)其(qi)補償環都(dou)要作相(xiang)應的(de)(de)運行,從(cong)而保(bao)(bao)證密(mi)(mi)(mi)封端(duan)面的(de)(de)貼(tie)合(he)性。對于(yu)(yu)滑動輔助密(mi)(mi)(mi)封件,如(ru)O形圈或楔形環,密(mi)(mi)(mi)封面上的(de)(de)載荷沿圓(yuan)周(zhou)變(bian)化,應盡量防止不受(shou)載荷的(de)(de)一(yi)(yi)側發生(sheng)泄(xie)漏,受(shou)載荷的(de)(de)一(yi)(yi)側出現(xian)過度(du)(du)磨損(sun)(sun)的(de)(de)現(xian)象。泄(xie)漏會使流(liu)體的(de)(de)雜粒滲到端(duan)面液膜中,從(cong)而加(jia)速密(mi)(mi)(mi)封端(duan)面磨損(sun)(sun)。
密(mi)封件(jian)在(zai)加工過(guo)程中,一(yi)般不能(neng)用機械(xie)方法加以平(ping)(ping)衡(heng)(heng)。在(zai)設計(ji)中要盡(jin)量減少不平(ping)(ping)衡(heng)(heng)因素,如單彈簧就會造成不平(ping)(ping)衡(heng)(heng),特別是在(zai)制造粗糙的(de)動環或向密(mi)封件(jian)傳(chuan)遞的(de)動力(li)具有(you)“尾(wei)隨脈沖”情況時(shi),更應注意不平(ping)(ping)衡(heng)(heng)問題。
在采用(yong)內(nei)裝式機械(xie)密(mi)(mi)封(feng)時,作(zuo)用(yong)在密(mi)(mi)封(feng)上的(de)沖擊力常(chang)常(chang)是由泵送介(jie)質的(de)自循環(huan)造成的(de)。為確保密(mi)(mi)封(feng)性(xing)能,自循環(huan)液體應從兩(liang)密(mi)(mi)封(feng)端(duan)的(de)外側通過。若流量過大,則作(zuo)用(yong)在密(mi)(mi)封(feng)環(huan)上的(de)沖擊力可能會(hui)使密(mi)(mi)封(feng)端(duan)錯(cuo)位(wei),其后果自然是振動。
為減輕振動的影響,可以(yi)使(shi)自循環(huan)流(liu)體(ti),由切(qie)向入口(kou);如(ru)有可能,循環(huan)流(liu)量可以(yi)通過密(mi)封(feng)腔內襯套的配合間(jian)隙加以(yi)控制,或者將密(mi)封(feng)腔內的吸(xi)入管(guan)和排出(chu)管(guan)反接,使(shi)流(liu)向改變而形成(cheng)逆循環(huan)。后(hou)一種方(fang)法常在(zai)立(li)式泵中采用,因為它同時(shi)解決(jue)了密(mi)封(feng)腔上部的排氣問題;但是,這常被人(ren)們(men)所忽視,甚至在(zai)臥式泵的設(she)計中,密(mi)封(feng)腔內由于(yu)逆循環(huan)產生的壓差(cha)而會顯著改善密(mi)封(feng)效果。