高速机械密封为什么追随性不良?
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高速机械密封为什么追随性不良?
高速机械密封的动环除了做高速旋转外,还存在着两种运动:一是随轴做轴向位移。离心压缩机负荷波动、或其他原因促使转子发生一定的轴向位移,该位移的距离在0.30㎜以内,受止推轴承间隙的制约。负荷波动是无规律的,该位移的发生也是不定期的。由于轴向位移都在弹簧补偿范围内,只要弹簧力足够,对密封性就没有影响。动环还存在另一种运动,就是轴向振摆。由于动环本身的制造精度和安装累计误差,动环对轴有一垂直度误差,在旋转时动环端面便产生了振摆,其频率和轴的转速相等,而振摆的幅度则取决于动环垂直度误差。
静环在弹簧力作用下与动环紧密接触,当轴高速旋转时,动环发生轴向位移(包括振摆),静环仍然能与动环贴合,这种运动中静环与动环贴合的能力,称为机械密封的追随性。显而易见,在动环振摆的作用下,每转一周都要将静环推开一个很小的间隙,静环在弹簧力的作用下要及时贴合在动环端面上,两者的频率相等(或称“同步”),则追随性良好,泄漏量小。反之,如果静环补偿的频率低于动环振摆的频率(不同步),在两者之间形成一个微小的间隙,泄漏量增大,则称为追随性不良。为了说明这一问题,把静环组合件看做一个谐振系统,即忽略其振动过程中的阻尼作用,根据振动原理,其圆频率为:
ω=√ic/m 1/秒
式中 c——每个小弹簧的刚度;
i——小弹簧的数量;
m——静环组件的质量。
每分钟振动次数
f=60ω/2Л
经过炼油石催化气压机计算表明,一般静环在弹簧力的作用下,其振动次数在2500~3500次/分,离心压缩机转数在9000~10000 r/min,也就是说,静环组合件的补偿频率仅为机器转数的1/4~1/3。因此说高速机械密封的追随性不良,这也是其泄漏量比普遍机械密封大的原因之一。
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