Въведение в механичните уплътнения
Механичните уплътнения са един от основните компоненти на машини с прецизна и сложна структура и са ключови компоненти на различни помпи, котли за реакционен синтез, турбо компресори, потопяеми двигатели и друго оборудване. Неговите уплътнителни характеристики и експлоатационен живот зависят от много фактори, като избор на тип, прецизност на машината, правилна инсталация и употреба и др.
Основни познания за механични уплътнения
1. Основна концепция за механично уплътнение:
Механичното уплътнение се отнася до устройство, което предотвратява изтичане на течност от поне една двойка крайни повърхности, перпендикулярни на оста на въртене, под действието на налягането на течността и еластичната сила (или магнитната сила) на компенсационния механизъм и сътрудничеството на спомагателния уплътнения за поддържане на форма и плъзгане едно спрямо друго. Допълнителното уплътнение на компенсационния пръстен е метален силфон, наречен механично уплътнение на силфона.
2. Състав на механичното уплътнение:
Има основно следните четири вида компоненти. а. Основни уплътнения: подвижен пръстен и статичен пръстен. b. Спомагателно уплътнение: уплътнителен пръстен. ° С. Компресионни части: пружина, натискащ пръстен. д. Части на трансмисията: опорна опора на пружината и ключ или фиксиращ винт
трябва да се обърне внимание на проблема
1. Въпроси, изискващи внимание по време на монтажа
а. Обърнете голямо внимание, за да избегнете отклонение при монтажа по време на монтажа
(1) Уплътнението трябва да се затегне, след като съединителят е подравнен. Болтовете трябва да бъдат равномерно поддържани, за да се предотврати деформацията на крайната повърхност на уплътнението. Проверете всяка точка с щуп и грешката не трябва да надвишава 0.05 mm.
(2) Проверете хлабината на прилягане (т.е. концентричност) между уплътнението и външния диаметър на вала или втулката и се уверете, че е равномерен. Използвайте щуп, за да проверите дали толерансът на всяка точка не е по-голям от 0.01 mm.
b. Степента на натиск на пружината трябва да се извършва съгласно разпоредбите. Не е позволено да бъде твърде голямо или твърде малко, а грешката трябва да бъде 2.00 mm. Ако е твърде голям, специфичният натиск на крайната повърхност ще се увеличи и крайната повърхност ще се износва с по-бърза скорост. Твърде малък ще доведе до недостатъчно специфично налягане и не може да играе роля на уплътнение.
° С. След като подвижният пръстен е монтиран, уверете се, че той може да се движи гъвкаво върху вала и трябва да пружинира автоматично след натискане на подвижния пръстен към пружината.
2. Предпазни мерки при разглобяване
а. Бъдете внимателни, когато разглобявате механичното уплътнение. Строго е забранено използването на ръчни чукове и плоски лопати, за да не се повредят уплътнителните компоненти. Чифт куки от стоманена тел може да се използва за удължаване в пролуката на седалката на задвижването в посока на самофинансиране, за да издърпате уплътняващото устройство. Ако везната не може да се разглоби, трябва да се почисти преди разглобяването.
b. Ако се използват механични уплътнения в двата края на помпата, те трябва да се грижат едно за друго по време на монтажа и демонтажа, за да се предотврати загубата на едното от другото.
° С. За механичното уплътнение, което е било в експлоатация, ако уплътнението е разхлабено и уплътнението се движи, динамичните и статични части на пръстена трябва да бъдат сменени и не трябва да се затяга повторно, за да продължи да се използва. Тъй като след такова движение първоначалната пътека на движение на триещата се двойка ще се промени и уплътнението на контактната повърхност лесно ще се повреди.
Правилна експлоатация и поддръжка на механичните уплътнения
1. Подготвителна работа и въпроси, които изискват внимание преди започване
а. Изчерпателно проверете механичното уплътнение и дали монтажът на спомагателните устройства и тръбопроводите е завършен и дали отговаря на техническите изисквания.
b. Извършете тест за статично налягане, преди да стартирате механичното уплътнение, за да проверите дали има теч от механичното уплътнение. Ако има много течове, разберете причината и се опитайте да я отстраните. Ако все още е невалиден, трябва да се разглоби за проверка и да се инсталира отново. Обикновено налягането при изпитване на статично налягане е 2~3 kg/cm2.
° С. Натиснете кормилото на помпата, за да проверите дали е енергично и равномерно. Ако въртенето е трудно или не се движи, трябва да проверите дали размерът на сглобката е грешен и дали инсталацията е разумна.
2. Инсталиране и изключване
а. Преди да започнете, дръжте запечатаната кухина пълна с течност. При транспортиране на втвърдена среда трябва да се използва пара за нагряване на запечатаната кухина, за да се разтопи средата. Колата трябва да се завърти, преди да тръгне, за да се предотврати счупването на мекия пръстен поради внезапно стартиране.
b. За механични уплътнения, които използват външната система за маслено уплътнение на помпата, първо трябва да се активира системата за маслено уплътнение. Спрете системата за уплътняване на маслото последна след паркиране.
° С. След като помпата за горещо масло излезе от експлоатация, охлаждащата вода в кухината на масленото уплътнение и уплътнението на челното лице не може да бъде спряна веднага. Охлаждащата вода трябва да бъде спряна само когато температурата на маслото в крайното уплътнение падне под 80 градуса, за да не се повредят уплътнителните части.
3. Операция
а. Ако има леко изтичане след стартиране на помпата, трябва да се наблюдава известно време. Ако течът не намалее след 4 часа непрекъсната работа, помпата трябва да се спре за проверка.
b. Работното налягане на помпата трябва да е стабилно, а колебанията в налягането не трябва да надвишават 1 kg/cm2.
° С. Когато помпата работи, избягвайте изпомпване, за да избегнете сухо триене на уплътнителната повърхност и повреда на уплътнението.
д. Състоянието на уплътнението трябва да се проверява често. По време на работа, когато изтичането надвишава стандарта, тежкото масло не е повече от 5 капки/мин, а лекото масло не е повече от 10/мин. Ако няма подобрение в рамките на 2-3 дни, спрете помпата и проверете уплътняващото устройство.
„Запечатването” има дълга история на развитие у нас. Древните са използвали памук, коноп и други влакна, за да направят уплътнения за водоповдигащи машини, докато чуждите страни не са използвали опаковки до 1782 г. Значението на уплътняването не се споменава тук. Има дисциплина, наречена „Наука за запечатване“, която изучава законите на запечатването, технологията за проектиране на устройства за запечатване и приложните научни принципи. Изследователските институции също имат професионални курсове, посветени на изучаването на науката за запечатване. В нашата страна досега, доколкото ми е известно, има курсове по механика на флуидите и хидравлична трансмисия и други, но няма „уплътнителна система“, която да е специализирана в уплътняването, така че нивото на нашите изследвания все още е далеч назад в сравнение с чуждите страни.
Има много професионални области за проектиране на уплътнения, в допълнение към материалите и механиката, има и механика (включително механика на флуидите, теория на граничния слой и т.н.), трибология, автоматично управление и т.н. Следователно, за уплътняването трудността на изследването е сравнително големи. Нивото на вътрешната индустрия за запечатване, аз лично смятам, че в сравнение с чуждите страни разликата трябва да бъде не по-малко от 50 години.
За принципа на запечатване
Ако искате да научите запечатването, първо трябва да разберете теча. След като разберете принципа на изтичане, ще имате съответния механизъм за запечатване. Има три вида течове——
Единият е изтичането, тоест изтичането между пролуките на уплътнителните повърхности
Второто е изтичане, тоест изтичане на уплътнената течност през капиляра на уплътнителния материал
Третата е дифузия, която се отнася до преноса на материала, който се получава, когато уплътнителната среда преминава през пролуката или капиляра на материала под действието на разликата в концентрацията.
За метода на запечатване
Има приблизително няколко метода за запечатване——
1. Минимизирайте броя на запечатаните части
2. Блокаж и изолация
3. Екстрахирайте или инжектирайте
4. Увеличете устойчивостта на течове
5. Добавете активни елементи в канала
6. Комбинация от множество методи за запечатване
Общи форми за запечатване
Уплътнителните уплътнения, уплътнителните уплътнения, механичните уплътнения, безконтактните уплътнения и запушванията под налягане са често срещани форми на уплътнение. Сред тях уплътнението на опаковката трябва да се счита за най-често срещаното и включва също така меко уплътнение на опаковката, твърдо уплътнение на опаковката и формовано уплътнение на опаковката. Формованите опаковъчни уплътнения включват нашите обичайни O-пръстени, Y-пръстени, маслени уплътнения и др. Безконтактните уплътнения включват уплътнения за междини, лабиринтни уплътнения, плаващи уплътнения, динамични уплътнения, уплътнения с магнитна течност и херметични уплътнения.
Свойства на обичайните уплътнения---и нови материали и технологии
1) Често използвано уплътнение
При използване на вентила, оригиналното уплътнение често се сменя според конкретната ситуация. Обичайните уплътнения са: гумено плоско уплътнение, гумен О-пръстен, пластмасово плоско уплътнение, уплътнение от PTFE торба, уплътнение от азбестов каучук, метално плоско уплътнение, метално уплътнение със специална форма, метално уплътнение на препуциума, вълнообразно уплътнение, уплътнение за раната и др.
(1) Гумена плоска шайба: лесна за деформиране, лесна за компресиране, но слаба устойчивост на налягане и температура, използва се само на места с ниско налягане и ниска температура. Естественият каучук има определена киселинна и алкална устойчивост и работната температура не трябва да надвишава 60 градуса; неопреновият каучук също може да издържи на определени киселини и основи, а работната температура е 80 градуса; нитрилният каучук е маслоустойчив и може да се използва до 80 градуса; Температурната производителност също е по-силна от обикновената гума и може да се използва в среда от 150 градуса.
(2) Гумена О-образна шайба: формата на сечението е идеален кръг и има известен ефект на самозатягане. Ефектът на уплътняване е по-добър от този на плоската шайба и силата на натискане е по-малка.
(3) Пластмасово плоско уплътнение: Най-голямата характеристика на пластмасата е нейната добра устойчивост на корозия, а повечето пластмаси имат слаба температурна устойчивост. PTFE е короната на пластмасата. Той не само има отлична устойчивост на корозия, но също така има относително широк температурен диапазон. Може да се използва дълго време в рамките на -180 градуса - плюс 200 градуса.
(4) Уплътнение, обвито с PTFE: За да се изпълнят напълно предимствата на PTFE и да се компенсира слабата му еластичност, то се прави на уплътнение, обвито с PTFE каучук или азбестова гума. По този начин той не само има същата устойчивост на корозия като PTFE плоската шайба, но също така има добра еластичност, което подобрява уплътнителния ефект и намалява силата на натискане. Формата на напречното му сечение е показана на фигура 4-20.
(5) Азбестово гумено уплътнение: изрязано от азбестов каучуков лист. Компонентите му са 60-80 процента азбест и 10-20 процента каучук, както и пълнители и вулканизиращи агенти. Той има добра топлоустойчивост, студоустойчивост и химическа стабилност, предлага се в изобилие и е евтин. Когато се използва, не е необходимо силата на натискане да бъде много голяма. Тъй като може да залепне за метал, най-добре е да покриете повърхността със слой графитен прах, за да избегнете трудоемкото отстраняване.
Има четири цвята азбестов каучуков лист: сив, използван за ниско налягане (марка XB-200, устойчивост на налягане По-малка или равна на 16 kg/cm2, устойчивост на температура 200 градуса); червен, използва се за средно налягане (марка XB-350, устойчивост на налягане до 40kg/cm2, устойчивост на температура 350 градуса); лилаво, използва се за високо налягане (степен XB-450, устойчивост на налягане 100 kg/cm2 устойчивост на температура 450 градуса); зелено, използва се за масло, устойчивостта на налягане също е много добра.
(6) Метален плосък нагревателен пръстен: олово, температурна устойчивост 100 градуса; алуминий 430 градуса; мед 315 градуса; нисковъглеродна стомана 550 градуса; сребро 650 градуса; никел 810 градуса; Монел (никел-медна) сплав 810 градуса, неръждаема стомана 870 градуса. Сред тях оловото има слаба устойчивост на натиск, алуминият може да издържи 64 kg/cm2, а други материали могат да издържат на високо налягане.
(7) Метални анизотропни шайби:
Уплътнение на лещите: Има самозатягащ ефект и се използва за вентили за високо налягане.
Овални шайби: също принадлежат към самозатягащите се шайби с високо налягане.
Двойно заострено уплътнение: използва се за вътрешно самозатягащо се уплътнение под високо налягане.
Освен това има квадрат, ромб, триъгълник, форма на зъб, форма на лястовича опашка, форма B, форма C и т.н., които обикновено се използват само във вентили за високо и средно налягане.
(8) Уплътнение с метална обвивка: Металът има добра устойчивост на температура и налягане и добра еластичност. Материалите за препуциума включват алуминий, мед, нисковъглеродна стомана, неръждаема стомана, сплав Monel и др. Пълнежните материали вътре включват азбест, политетрафлуоретилен, стъклени влакна и др.
(9) Вълнова шайба: Има характеристиките на малка сила на натискане и добър уплътняващ ефект. Често се използва под формата на комбинация от метал и неметал.
(10) Уплътнение за раната: Това е тънка метална лента и неметална лента, които са плътно свързани заедно и навити в многослоен кръг. Участъкът е вълнообразен и има добра еластичност и уплътнение. Металният колан може да бъде направен от стомана 08, 0Cr13, 1Cr13, 2Cr13, 1Cr18Ni9Ti, мед, алуминий, титан, сплав Monel и др. Материалите от неметални ленти включват азбест, политетрафлуоретилен и др.
По-горе, когато се описва работата на уплътнителните уплътнения, са изброени някои цифри. Трябва да се отбележи, че тези числа са тясно свързани с формата на фланеца, средните условия и техниките за монтаж и ремонт. Понякога те могат да бъдат превишени, а понякога не могат да бъдат достигнати. Освен това свойствата за устойчивост на налягане и температура също се трансформират взаимно. Например, колкото по-висока е температурата, толкова по-висока е устойчивостта. Способността за натиск често е намалена и тези фини проблеми могат да бъдат реализирани само на практика.
2) Нови материали и технологии
Уплътняващите уплътнения, представени по-горе, не са изчерпателни и технологията за уплътняване се развива бързо. Следващите примери представят няколко нови материала и нови технологии.
(1) Течно запечатване: С бързото развитие на индустрията за полимерен органичен синтез се появиха течни уплътнители за статично запечатване; тази нова технология обикновено се нарича течно запечатване. Принципът на течното запечатване е да се използва адхезията, течливостта и ефекта на мономолекулния филм на течния уплътнител (колкото по-тънък е филмът, толкова по-голяма е тенденцията за естествено възстановяване) и да се накара да работи като уплътнение при подходящо налягане. Следователно използваният уплътнител се нарича още течно уплътнение.
(2) Уплътнение от PTFE суровина: PTFE също е високомолекулно органично съединение. Преди да бъде синтерован в продукт, той се нарича суровина. Има мека консистенция и ефект на мономолекулен филм. Лентата, изработена от суровина, се нарича лента за суровини, която може да се навие на диск за дългосрочно съхранение. Може да се формира свободно по време на употреба и всяка връзка, стига да има натиск, ще образува пръстеновидна мембрана, която равномерно действа като уплътнение. Тъй като уплътнението между корпуса на клапана и капака на клапана във вентила, то може да се отвори празнина и да се пъхне в лентата за суровини, без да се вади дискът или портата. Силата на натискане е малка, не залепва за ръцете, не залепва за повърхността на фланеца и е много удобна за смяна. Най-подходящ за фланци с перо и жлеб. PTFE суровините също могат да бъдат направени в тръби и пръти за запечатване.
(3) Метален кух О-пръстен: добра еластичност, малка сила на натискане и ефект на самозатягане. Могат да се използват различни метални материали, така че да може да се адаптира към ниска температура, висока температура и силна корозивна среда.
(4) Уплътнителен пръстен от графитна плоча: В съзнанието на хората графитът е крехка субстанция, на която липсва еластичност и издръжливост, но графитът, който е специално обработен, е с мека текстура и има добра еластичност. По този начин устойчивостта на топлина и химическата стабилност на графита могат да бъдат показани в материала на уплътнението; освен това уплътнението има малка сила на натиск и отличен уплътняващ ефект. Този графит може също да бъде направен в колан, който може да се комбинира с метален колан, за да се образува уплътнение с отлична производителност. Появата на уплътнителни пръстени от графитна плоча и графитни----метални уплътнения е голям пробив в устойчивото на корозия уплътнение при висока температура. Този тип уплътнение се произвежда и използва в големи количества в чужбина.
