Wprowadzenie do uszczelnień mechanicznych
Uszczelnienia mechaniczne są jednym z podstawowych elementów maszyn o precyzyjnych i złożonych konstrukcjach i są kluczowymi elementami różnych pomp, kotłów do syntezy reakcyjnej, turbosprężarek, silników głębinowych i innych urządzeń. Jego skuteczność uszczelnienia i żywotność zależą od wielu czynników, takich jak wybór typu, precyzja maszyny, poprawna instalacja i użytkowanie itp.
Podstawowa wiedza z zakresu uszczelnień mechanicznych
1. Podstawowa koncepcja uszczelnienia mechanicznego:
Uszczelnienie mechaniczne odnosi się do urządzenia, które zapobiega wyciekowi płynu przez co najmniej jedną parę powierzchni czołowych prostopadłych do osi obrotu, pod działaniem ciśnienia płynu i siły sprężystej (lub siły magnetycznej) mechanizmu kompensacyjnego oraz współpracy pomocniczych uszczelki, aby zachować dopasowanie i ślizgać się względem siebie. Uszczelnieniem pomocniczym pierścienia kompensacyjnego jest metalowy mieszek zwany mieszkowym uszczelnieniem mechanicznym.
2. Skład uszczelnienia mechanicznego:
Istnieją głównie następujące cztery typy komponentów. A. Uszczelnienia główne: pierścień ruchomy i pierścień statyczny. B. Uszczelnienie pomocnicze: pierścień uszczelniający. C. Części kompresyjne: sprężyna, pierścień dociskowy. D. Części przekładni: gniazdo sprężyny i klucz lub śruba mocująca
należy zwrócić uwagę na problem
1. Kwestie wymagające uwagi podczas instalacji
A. Zwróć szczególną uwagę, aby uniknąć odchyleń podczas instalacji
(1) Dławik należy dokręcić po wyrównaniu łącznika. Śruby powinny być równomiernie podparte, aby zapobiec odchyleniu czoła dławnicy. Sprawdź każdy punkt szczelinomierzem, a błąd nie powinien przekraczać 0,05 mm.
(2) Sprawdź luz pasowania (tj. koncentryczność) pomiędzy dławnicą a zewnętrzną średnicą wału lub tulei i upewnij się, że jest równy. Za pomocą szczelinomierza sprawdź, czy tolerancja każdego punktu nie przekracza 0,01 mm.
B. Wielkość ściśnięcia sprężyny należy przeprowadzić zgodnie z przepisami. Nie może być za duży ani za mały, a błąd musi wynosić 2,00 mm. Jeśli jest zbyt duży, nacisk właściwy powierzchni czołowej zostanie zwiększony, a powierzchnia czołowa będzie zużywana w szybszym tempie. Zbyt mały spowoduje niewystarczające ciśnienie właściwe i nie może pełnić roli uszczelniającej.
C. Po zamontowaniu pierścienia ruchomego należy upewnić się, że porusza się on elastycznie na wale i że po dociśnięciu pierścienia do sprężyny powinien samoczynnie odskoczyć.
2. Środki ostrożności podczas demontażu
A. Zachowaj ostrożność podczas demontażu uszczelnienia mechanicznego. Surowo zabrania się używania młotków ręcznych i płaskich łopat, aby nie uszkodzić elementów uszczelniających. Para haków z drutu stalowego może być wykorzystana do wciągnięcia w szczelinę gniazda napędu w kierunku samofinansującym się, aby wyciągnąć urządzenie uszczelniające. Jeżeli wagi nie można zdemontować, należy ją przed demontażem wyczyścić.
B. Jeśli na obu końcach pompy stosowane są uszczelnienia mechaniczne, powinny one dbać o siebie podczas montażu i demontażu, aby zapobiec zgubieniu się jednego z drugim.
C. W przypadku używanego uszczelnienia mechanicznego, jeśli dławik jest luźny, a uszczelka porusza się, należy wymienić dynamiczne i statyczne części pierścienia i nie należy go ponownie dokręcać, aby nadal używać. Ponieważ po takim ruchu pierwotny tor bieżni pary ciernej ulegnie zmianie, a uszczelnienie powierzchni styku łatwo ulegnie uszkodzeniu.
Właściwa obsługa i konserwacja uszczelnień mechanicznych
1. Prace przygotowawcze i sprawy wymagające uwagi przed rozpoczęciem
A. Kompleksowo skontrolować uszczelnienie mechaniczne oraz czy instalacja urządzeń pomocniczych i rurociągów jest kompletna i spełnia wymagania techniczne.
B. Przed uruchomieniem uszczelnienia mechanicznego wykonaj próbę ciśnienia statycznego, aby sprawdzić, czy nie ma wycieków z uszczelnienia mechanicznego. Jeśli jest dużo wycieków, znajdź przyczynę i spróbuj ją wyeliminować. Jeśli nadal nie działa, należy go zdemontować w celu sprawdzenia i zainstalować ponownie. Ogólnie ciśnienie próbne ciśnienia statycznego wynosi 2 ~ 3 kg/cm2.
C. Naciśnij kierownicę pompy, aby sprawdzić, czy jest energiczna i równomierna. Jeśli kręcenie korbą jest trudne lub nie porusza się, należy sprawdzić, czy rozmiar zespołu jest niewłaściwy i czy instalacja jest rozsądna.
2. Instalacja i wyłączenie
A. Przed rozpoczęciem należy utrzymywać szczelną komorę wypełnioną płynem. Podczas transportu zestalonego medium należy użyć pary wodnej do podgrzania zamkniętej wnęki w celu stopienia medium. Samochód należy obrócić przed uruchomieniem, aby zapobiec pęknięciu miękkiego pierścienia w wyniku nagłego rozruchu.
B. W przypadku uszczelnień mechanicznych wykorzystujących zewnętrzny system uszczelnienia olejowego pompy, należy najpierw aktywować system uszczelnienia olejowego. Zatrzymaj system uszczelnienia olejowego jako ostatni po zaparkowaniu.
C. Po wyłączeniu pompy gorącego oleju woda chłodząca we wnęce uszczelnienia olejowego i uszczelnieniu czołowym nie może zostać natychmiast zatrzymana. Dopływ wody chłodzącej należy zatrzymać tylko wtedy, gdy temperatura oleju na uszczelnieniu czołowym spadnie poniżej 80 stopni, aby nie uszkodzić części uszczelniających.
3. Operacja
A. Jeśli po uruchomieniu pompy wystąpi niewielki wyciek, należy go obserwować przez pewien czas. Jeśli wyciek nie zmniejszy się po 4 godzinach ciągłej pracy, należy zatrzymać pompę do kontroli.
B. Ciśnienie robocze pompy powinno być stabilne, a wahania ciśnienia nie powinny przekraczać 1 kg/cm2.
C. Podczas pracy pompy należy unikać wypompowywania, aby uniknąć suchego tarcia na powierzchni uszczelniającej i uszkodzenia uszczelnienia.
D. Stan uszczelnienia należy często sprawdzać. Podczas pracy, gdy wyciek przekracza normę, olej ciężki nie przekracza 5 kropli/min, a olej lekki nie więcej niż 10/min. Jeśli nie nastąpi poprawa w ciągu 2-3 dni, zatrzymaj pompę i sprawdź urządzenie uszczelniające.
„Uszczelnianie” ma długą historię rozwoju w naszym kraju. Starożytni używali bawełny, konopi i innych włókien do produkcji uszczelnień do maszyn do podnoszenia wody, podczas gdy inne kraje stosowały uszczelnienia dopiero w 1782 roku. Nie wspomina się tutaj o znaczeniu uszczelnień. Istnieje dyscyplina o nazwie „Sealing Science”, która bada prawa uszczelniania, technologię projektowania urządzeń uszczelniających i stosowane zasady naukowe. Instytucje badawcze mają również profesjonalne kursy poświęcone badaniu nauk o fokowaniu. W naszym kraju do tej pory, o ile mi wiadomo, są kursy Mechanika płynów i przekładni hydraulicznych oraz inne, ale nie ma „systemu uszczelnień”, który specjalizuje się w uszczelnianiu, więc poziom naszych badań jest nadal daleko w tyle w porównaniu z zagranicą.
Istnieje wiele profesjonalnych dziedzin projektowania uszczelnień, oprócz materiałów i mechaniki, istnieje również mechanika (w tym mechanika płynów, teoria warstw granicznych itp.), Trybologia, automatyka itp. Dlatego w przypadku uszczelnień trudność badań jest względnie ogromny. Poziom krajowego przemysłu fok, osobiście uważam, że w porównaniu z zagranicą, różnica powinna wynosić nie mniej niż 50 lat.
O zasadzie uszczelnienia
Jeśli chcesz nauczyć się uszczelniania, musisz najpierw zrozumieć przecieki. Gdy zrozumiesz zasadę wycieku, będziesz mieć odpowiedni mechanizm uszczelniający. Są trzy rodzaje przecieków——
Jednym z nich jest wyciek, to znaczy wyciek pomiędzy szczelinami powierzchni uszczelniających
Drugi to wyciek, to znaczy wyciek uszczelnionego płynu przez kapilarę materiału uszczelniającego
Trzeci to dyfuzja, która odnosi się do przenoszenia materiału, które zachodzi, gdy środek uszczelniający przechodzi przez szczelinę lub kapilarę materiału pod wpływem różnicy stężeń.
O sposobie uszczelnienia
Istnieje mniej więcej kilka metod uszczelniania——
1. Zminimalizuj liczbę uszczelnionych części
2. Zablokowanie i izolacja
3. Wyodrębnij lub wstrzyknij
4. Zwiększ odporność na wycieki
5. Dodaj aktywne elementy w kanale
6. Połączenie wielu metod uszczelniania
Wspólne formy pieczęci
Uszczelki uszczelek, uszczelnienia uszczelnień, uszczelnienia mechaniczne, uszczelnienia bezkontaktowe i zatykanie ciśnienia wtrysku to powszechne formy uszczelnień. Wśród nich uszczelnienie opakowania należy uznać za najpowszechniejsze i obejmuje ono również uszczelnienie miękkie, uszczelnienie twarde i uszczelnienie formowane. Formowane uszczelnienia uszczelnień obejmują nasze popularne pierścienie uszczelniające o przekroju okrągłym, pierścienie typu Y, uszczelki olejowe i wiele innych. Uszczelnienia bezkontaktowe obejmują uszczelnienia szczelinowe, uszczelnienia labiryntowe, uszczelnienia pływające, uszczelnienia dynamiczne, uszczelnienia z płynem magnetycznym i uszczelnienia hermetyczne.
Właściwości popularnych uszczelek{0}}oraz nowych materiałów i technologii
1) Powszechnie stosowana wydajność uszczelki
Podczas korzystania z zaworu oryginalna uszczelka jest często wymieniana w zależności od konkretnej sytuacji. Typowe uszczelki to: gumowa płaska uszczelka, gumowy o-ring, plastikowa płaska uszczelka, uszczelka worka PTFE, uszczelka z gumy azbestowej, metalowa uszczelka płaska, metalowa uszczelka o specjalnym kształcie, metalowa uszczelka napletka, uszczelka falista, uszczelka rany itp.
(1) Gumowa podkładka płaska: łatwa do odkształcenia, łatwa do ściśnięcia, ale słaba odporność na ciśnienie i temperaturę, używana tylko w miejscach o niskim ciśnieniu i niskiej temperaturze. Kauczuk naturalny ma pewną odporność na kwasy i zasady, a temperatura robocza nie powinna przekraczać 60 stopni; kauczuk neoprenowy może również wytrzymać niektóre kwasy i zasady, a temperatura robocza wynosi 80 stopni; kauczuk nitrylowy jest olejoodporny i może być używany do 80 stopni; Wydajność temperaturowa jest również silniejsza niż zwykła guma i może być stosowana w medium o temperaturze 150 stopni.
(2) Gumowa podkładka w kształcie litery O: kształt przekroju jest idealnym kołem i ma pewien efekt samozacisku. Efekt uszczelnienia jest lepszy niż w przypadku podkładki płaskiej, a siła docisku jest mniejsza.
(3) Plastikowa płaska uszczelka: Największą cechą tworzywa sztucznego jest jego dobra odporność na korozję, a większość tworzyw sztucznych ma słabą odporność na temperaturę. PTFE to korona tworzyw sztucznych. Ma nie tylko doskonałą odporność na korozję, ale także stosunkowo szeroki zakres temperatur. Można go używać przez długi czas w zakresie -180 stopni - plus 200 stopni .
(4) Uszczelka owinięta PTFE: Aby w pełni wykorzystać zalety PTFE i zrekompensować jej słabą elastyczność, jest ona wykonana z uszczelki owiniętej gumą PTFE lub gumą azbestową. W ten sposób ma nie tylko taką samą odporność na korozję jak płaska podkładka PTFE, ale także dobrą elastyczność, co poprawia efekt uszczelnienia i zmniejsza siłę docisku. Jego przekrój poprzeczny pokazano na rysunku 4-20.
(5) Uszczelka z gumy azbestowej: wycięta z arkusza gumy azbestowej. Jego składniki to 60-80 procent azbestu i 10-20 procent gumy, a także wypełniacze i środki wulkanizujące. Ma dobrą odporność na ciepło, odporność na zimno i stabilność chemiczną, jest obfity w zapasy i tani w cenie. Podczas użytkowania siła nacisku nie musi być bardzo duża. Ponieważ może przylegać do metalu, najlepiej jest pokryć powierzchnię warstwą proszku grafitowego, aby uniknąć pracochłonnego usuwania.
Dostępne są cztery kolory arkuszy gumy azbestowej: szary, stosowany do niskiego ciśnienia (marka XB{0}}, odporność na ciśnienie mniejsza lub równa 16 kg/cm2, odporność na temperaturę 200 stopni); czerwony, używany do średniego nacisku (marka XB{4}}, odporność na ciśnienie do 40kg/cm2, odporność na temperaturę 350 stopni); fioletowy, używany do wysokiego ciśnienia (klasa XB -450, odporność na ciśnienie 100 kg/cm2 odporność na temperaturę 450 stopni); zielony, używany do oleju, odporność na ciśnienie jest również bardzo dobra.
(6) metalowy płaski pierścień grzewczy: ołów, odporność na temperaturę 100 stopni; aluminium 430 stopni; miedź 315 stopni; stal niskowęglowa 550 stopni; srebro 650 stopni; nikiel 810 stopni; Stop Monel (nikiel-miedź) 810 stopni, stal nierdzewna 870 stopni. Wśród nich ołów ma słabą odporność na ciśnienie, aluminium może wytrzymać 64 kg/cm2, a inne materiały mogą wytrzymać wysokie ciśnienie.
(7) Metalowe podkładki anizotropowe:
Uszczelka soczewki: Ma działanie samozaciskowe i jest stosowana do zaworów wysokociśnieniowych.
Podkładki owalne: należą również do wysokociśnieniowych podkładek samozaciskowych.
Podwójna uszczelka stożkowa: stosowana do wewnętrznego samozaciskowego uszczelnienia pod wysokim ciśnieniem.
Ponadto istnieją kwadrat, romb, trójkąt, kształt zęba, kształt jaskółczego ogona, kształt B, kształt C itp., Które są zwykle używane tylko w zaworach wysokiego i średniego ciśnienia.
(8) Uszczelka w osłonie metalowej: Metal ma dobrą odporność na temperaturę i ciśnienie oraz dobrą elastyczność. Materiały napletka obejmują aluminium, miedź, stal niskowęglową, stal nierdzewną, stop Monel itp. Materiały wypełniające wewnątrz obejmują azbest, politetrafluoroetylen, włókno szklane itp.
(9) Podkładka falista: Charakteryzuje się małą siłą nacisku i dobrym efektem uszczelniającym. Jest często używany w postaci połączenia metalu i niemetalu.
(10) Zwijana uszczelka: Jest to cienki metalowy pasek i niemetalowy pasek, które są ściśle ze sobą połączone i zwinięte w wielowarstwowe koło. Sekcja jest falista i ma dobrą elastyczność i uszczelnienie. Taśma metalowa może być wykonana ze stali 08, 0Cr13, 1Cr13, 2Cr13, 1Cr18Ni9Ti, miedzi, aluminium, tytanu, stopu Monel itp. Niemetalowe materiały taśmowe obejmują azbest, politetrafluoroetylen itp.
Powyżej, opisując działanie uszczelek, podano niektóre liczby. Należy zauważyć, że liczby te są ściśle związane z kształtem kołnierza, warunkami medium oraz technikami instalacji i naprawy. Czasami można je przekroczyć, a czasami nie można ich osiągnąć. Ponadto właściwości odporności na ciśnienie i temperaturę są również wzajemnie przekształcane. Na przykład im wyższa temperatura, tym większy opór. Zdolność do nacisku jest często zmniejszona, a te subtelne problemy można zrealizować tylko w praktyce.
2) Nowe materiały i technologie
Przedstawione powyżej uszczelki nie są wyczerpujące, a technologia uszczelniania rozwija się bardzo szybko. Poniższe przykłady przedstawiają kilka nowych materiałów i nowych technologii.
(1) Uszczelnianie płynne: wraz z szybkim rozwojem przemysłu syntezy organicznej polimerów pojawiły się płynne uszczelniacze do uszczelniania statycznego; ta nowa technologia jest zwykle nazywana płynnym uszczelnianiem. Zasada płynnego uszczelniania polega na wykorzystaniu przyczepności, płynności i jednocząsteczkowego efektu ciekłego szczeliwa (im cieńszy film, tym większa naturalna tendencja do regeneracji) i sprawienie, aby działał jak uszczelka pod odpowiednim ciśnieniem. Dlatego zastosowany uszczelniacz jest również nazywany płynną uszczelką.
(2) Uszczelnienie surowca PTFE: PTFE jest również wysokocząsteczkowym związkiem organicznym. Zanim zostanie spiekany w produkt, nazywany jest surowcem. Ma miękką konsystencję i daje efekt filmu jednocząsteczkowego. Taśma wykonana z surowca nazywana jest taśmą surowcową, którą można zwinąć w dysk w celu długoterminowego przechowywania. Może się swobodnie formować podczas użytkowania, a każde połączenie, o ile występuje nacisk, tworzy membranę w kształcie pierścienia, która równomiernie działa jak uszczelnienie. Jako uszczelka między korpusem zaworu a pokrywą zaworu w zaworze, można ją podważyć, otworzyć szczelinę i wepchnąć w taśmę surowcową bez wyjmowania dysku lub zasuwy. Siła nacisku jest mała, nie klei się do rąk, nie klei się do powierzchni kołnierza i jest bardzo wygodna do wymiany. Najlepiej nadaje się do kołnierzy na pióro i wpust. Surowce PTFE można również przetwarzać na rury i pręty do uszczelniania.
(3) Metalowy wydrążony o-ring: dobra elastyczność, mała siła nacisku i efekt samozacisku. Można stosować różne materiały metalowe, dzięki czemu można je dostosować do niskiej temperatury, wysokiej temperatury i silnego środowiska korozyjnego.
(4) Pierścień uszczelniający z płyty grafitowej: W umysłach ludzi grafit jest kruchą substancją pozbawioną elastyczności i wytrzymałości, ale grafit, który został specjalnie potraktowany, ma miękką teksturę i dobrą elastyczność. W ten sposób można pokazać odporność cieplną i stabilność chemiczną grafitu w materiale uszczelki; ponadto uszczelka ma niewielką siłę ściskania i doskonałe działanie uszczelniające. Ten grafit można również przekształcić w pasek, który można połączyć z metalowym paskiem, tworząc zwijaną uszczelkę o doskonałych parametrach. Pojawienie się grafitowych pierścieni uszczelniających i grafitowych{1}}metalowych uszczelek to wielki przełom w dziedzinie uszczelnień odpornych na korozję w wysokich temperaturach. Ten typ uszczelek jest produkowany i używany w dużych ilościach za granicą.
