密封间隙力对泵转子临界转速的影响分析.pdf

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1、文章编号：1002-6673(2014)03—107-03密封间隙力对泵转子临界转速的影响分析王开宇，伊洪丽，王宇，于小丹(沈阳鼓风机集团有限公司，辽宁沈阳110869)摘要：随着给水泵的大功率化、高转速化的发展，为保证多级离心泵转子部件的平稳运转，避免其在接近其临界转速时产生共振，需要对设计中的转子进行干态、湿态下的临界转速计算。论文以5级离心给水泵为主要模型，采用有限元法分别计算其在干态、湿态下的临界转速，通过对比。得出密封间隙力对转子临界转速的影响。干态情况下。分别用邓克莱法和有限元法计算给水泵的一阶临界转速；湿态

2、情况下，分别计算密封设计间隙及二倍间隙不同情况下的临界转速，对比结果，表明密封间隙力对泵转子临界转速的影响非常大，并且与密封间隙的大小密切相关。关键词：离心泵转子临界转速干态湿态密封间隙力中图分类号：1．P317文献标识码：Adoi：lO．3969门．issn．1002—6673．2014．03．042AnalysisonthelnfluenceoftheCriticalSpeedfortheForcesinAnnularSealsWANGK缸-Yu，YIHong-Li，WANGYu，YUXiao-Daa(Shenyan

3、gBlowerWorksGroupCorporationLtd．，ShenyangLiaoning110869，China)Abstract：Thepowerandspeedofthepumprotorishigherandhigher。tOensurethestablerunningofthemultistagecentrifugalpumprotorsandavoidresonance，howtOcalculateaCCUratelyindrycriticalspeedandwetcriticalspeedisver

4、yimportant．Inthispaper，themainmodelisbasedonafivestag岱pumprotor，usingFEMtOcalculatethecriticalspeedindryandwetstate．Comparingtheresult，wecangaintheinfluenceofthecriticalspeedfortheforcesinannularseals．Indrystate，usingDunkedeyMethodandFEMtOcalculatethecriticalspee

5、d；inwetstate，calculatethecriticalspeedOnsealclearanceoffirstandtwicetime，theresultshowthattheforcesinannularsealsmakesalargeinfluencetOthecriticalspeed，andrehtestOthesealclearance．Keywords：pumprotors；criticalspeed；drystate；wetstate；forceinannualseals0引言随着机组单机容量的不

6、断增大。给水泵正朝着大型高速方向发展。因此为了确保水泵运转的安全性、可靠性，在泵的设计阶段，对转子系统的动力学特性分析是十分必要的。Lomaldn通过理论分析和实验研究指出，作用于离心泵的环状间隙密封(包括叶轮前盖板的口环密封、后盖板的级间密封、用于平衡轴向力的平衡鼓和平衡套)处的密封间隙力对泵转子临界转速和稳定性有显著影响Il】，因此，离心式水泵转子的动力学特性与其他旋转机械转子的动力学特性不同，计算其临界转速时。除了要考虑泵轴以及轴承的动特性．还要考虑叶轮处的密封间隙力。封间隙力的产生主要是靠密封间隙两端很高的压差所

7、引起的介质的轴向流动而不是靠动压效应。本文研究重点是通过计算得到离心泵转子的临界转速．特别修稿日期：2014_04—17作者简介：王开宇，女，工程师。从事转子动力学分析及产品部件静强度分析。是在水中运转时的临界转速，即湿态临界转速，并与干态临界转速进行对比．分析得到密封间隙力对转子动力学特性的影响。1泵转子的临界转速计算本文的研究对象为一台5级离心式给水泵．各参数如下：转速2950r／rain，流量Q=360m3／h，扬程H=580m，转子总长2093mm，轴承间跨距1629mm，总质量195．79kg，其力学模型如图l

8、所示。，；；：潞蕊溉揣勰。012描：。摇拨：．：1：：．。13●：!=要蔓霉曩曼二囊=!露：二蔓jj：j蕊菠!要i整叠噩墨銎翠1图1离心泵转子力学模型107·制造业信息化·1．1转子干态临界转速计算转子的干临界转速是，按照转子仅支撑在轴承上和轴承具有无限大刚度这样的假设所计算出的转子自激励振动频率闭。邓克莱法[31适