Преглед на механичното уплътнение
Механичното уплътнение (лицево уплътнение) е устройство, използвано за решаване на уплътнението между въртящия се вал и тялото. Той е перпендикулярен на оста на въртене от най-малко чифт челни повърхности на налягането на флуида и компенсационен механизъм на еластичност (или магнитни) и спомагателни уплътнения под ролята на сътрудничеството за поддържане на прилягането и относителното плъзгане и представлява устройство за предотвратяване на изтичане на течност, често се използва в помпи, компресори, реакционни смесителни котли и други въртящи се флуидни машини, но също така се използва в скоростни кутии, кораби и други уплътнителни опашни валове. Следователно механичното уплътнение е универсално устройство за уплътняване на вал.
Структурата на механичното уплътнение е разнообразна, най-често използваната структура на механичното уплътнение е лицевото уплътнение. Статичен пръстен с челно уплътнение, динамичен пръстен, съставен от двойка фрикционно менгеме, ролята на фрикционното менгеме е да предотвратява изтичането на медии. Изисква статичен пръстен, динамичен пръстен, с добра устойчивост на износване, динамичният пръстен може да се движи гъвкаво в аксиална посока, автоматично компенсира износването на уплътнителната повърхност, така че да пасва добре със статичния пръстен; статичният пръстен има плаваща, буферна роля. Поради тази причина запечатващата повърхност изисква добро качество на обработка, за да се гарантира, че запечатващото менгеме има добро прилягане. Съставът на основните компоненти на механичното уплътнение са статичен пръстен, динамичен пръстен, жлеза, натискащ пръстен, пружина, позициониращ пръстен, втулка, уплътнителен пръстен на динамичен пръстен, уплътнителен пръстен на статичен пръстен, уплътнителен пръстен на втулка и т.н.
Еластичен елемент (пружина, силфон) той играе главно ролята на предварително натоварване, компенсация и буфер, изисква винаги да поддържа достатъчна еластичност, за да преодолее спомагателните уплътнения и трансмисионните части на триенето и инерцията на движещия се пръстен и т.н., за да се гарантира, че краят запечатване под добро прилягане и следване на движещия се пръстен, материалните изисквания за устойчивост на корозия и умора.
Спомагателно уплътнение (0 пръстен, V-образен пръстен, U-образен пръстен, клиновиден пръстен и профилен пръстен и т.н.) Той играе главно ролята на статичен пръстен и динамично уплътнение на пръстена, но също така играе ролята на плаващ и буфер. Изисквания към уплътнителния елемент на статичния пръстен за осигуряване на уплътнението между статичния пръстен и уплътнението, статичният пръстен има определена степен на плаване, уплътнителният елемент на динамичния пръстен за осигуряване на уплътнението между динамичния пръстен и вала или втулката и плаването на динамичния пръстен. Изискването за материал е устойчив на топлина и др.
Второ, предимствата и недостатъците на механичните уплътнения
1, Предимства
(1) надеждна структура, изтичането може да бъде ограничено до много малко, стига грапавостта и правотата на основната уплътнителна повърхност да гарантират, че изискванията, стига износоустойчивостта на материала да е добра, механичното уплътнение може да постигне много малко изтичане, или дори невидимо с просто око изтичане.
(2) Дълъг живот. В механичното уплътнение основната част от износването е края на страната на триенето на уплътнението, тъй като износването на края на уплътнението при нормални условия на работа не е голямо, обикновено може да се използва непрекъснато от 1 до 2 години, специални случаи също използвани от 5 до 10 години.
(3) Няма нужда от настройка при работа. Тъй като механичното уплътнение зависи от силата на пружината и налягането на флуида, за да може фрикционното менгеме да пасне, при работата на автоматичното поддържане на контакта, след сглобяването няма да е необходимо да се регулира като обикновената мека компресия на уплътнението.
(4) Устойчивост на вибрации. При скорост от 3000r/min максималната амплитуда не надвишава 0,05 mm, като се използва стойността на PV непрекъснато се подобрява.
(5) Ниска загуба на мощност. Уплътнението на опаковката действа върху вала или ръкава чрез компресията на опаковката. Директно триене на уплътнението и вала, налягането на уплътнението, колкото по-голямо е триенето, толкова по-голяма е консумацията на енергия. Триенето на механичното уплътнение е в състояние на полутечно триене, коефициентът на триене е много малък, механичното уплътнение на загубата на мощност е 10 ~ 50% от уплътнението на опаковката.
(6) Валът на силфонното уплътнение или втулката на вала не са подложени на износване и не са чувствителни към вибрациите на въртящия се вал и отклонението на вала към корпуса.
(7) Широка гама от приложения. Когато средата е запалима, експлозивна, токсична и вредна, използването на механични уплътнения може да осигури запечатване. Също така е подходящ за висока температура, ниска температура, високо налягане, вакуум с различни скорости и уплътнение на корозивни среди.
Недостатъци
(1) като структурата е по-сложна от уплътнението на опаковката, високите изисквания за точност на обработката и изисква определени техники за инсталиране, особено изискванията за инсталиране на сух газ за запечатване са по-високи. И технологията за запечатване се развива бързо, новите технологии продължават да се появяват за нашата поддръжка, донесе нови проблеми.
(2) Сложната структура, разглобяването и монтажът са неудобни. В сравнение с други уплътнения, броят на частите на механичното крайно уплътнение е голям, което изисква прецизност и сложна структура. Особено при сглобяването е по-трудно да се разглоби от края на вала, за да се извади уплътнителният пръстен, трябва да бъде част от машината (съединител) или всички разглобени. Този проблем има някои подобрения, като например използването на лесно разглобяване и качество на сглобяване може да бъде гарантирано от разделен тип и сглобени механични уплътнения и т.н.
Принцип на работа на механичното уплътнение
Механичните уплътнения, известни също като лицеви уплътнения, разчитат на чифт или няколко чифта перпендикулярни на вала за относителното плъзгане на челната повърхност в налягането на течността и компенсационния механизъм на еластичния (или магнитен), разчитайки на спомагателното уплътнение на прилягането и другият край, за да поддържат форма, и относително плъзгане, така че да се предотврати изтичане на течност.
Избор на общи материали за механични уплътнения
Бистра вода, стайна температура: (динамична) 9Cr18, 1Cr13 повърхност кобалт хром волфрам, чугун; (статичен) импрегниран смола графит, бронз, фенолна пластмаса.
Речна вода (с утайка), стайна температура: (динамичен) волфрамов карбид, (статичен) волфрамов карбид.
Морска вода, стайна температура: (динамичен) волфрамов карбид, 1Cr13 повърхностен волфрамов кобалт-хром, чугун; (статичен) импрегниран смола графит, волфрамов карбид, металокерамика.
Прегрята вода 100 градуса по Целзий: (динамичен) волфрамов карбид, 1Cr13 повърхностен волфрамов кобалт-хром, чугун; (статичен) импрегниран смола графит, волфрамов карбид, металокерамика.
Бензин, смазочно масло, течни въглеводороди, стайна температура: (динамичен) волфрамов карбид, 1Cr13 повърхностен кобалт-хром волфрам, чугун; (статична) импрегнирана смола или графит от сплав калай-антимон, фенолна пластмаса.
Бензин, смазочно масло, течни въглеводороди, 100 градуса: (динамичен) волфрамов карбид, 1Cr13 повърхностен кобалт-хром волфрам; (статични) импрегнирани с бронз или смолист графит.
Бензин, смазочни масла, течни въглеводороди, с частици: (динамичен) волфрамов карбид; (статичен) волфрамов карбид.
Видове и приложение на уплътнителните материали
Уплътнителните материали трябва да отговарят на изискванията за уплътнителна функция. Поради различните среди, които трябва да бъдат запечатани, както и различните работни условия на оборудването, се изисква уплътняващият материал да има различна адаптивност. Изискванията към уплътнителните материали обикновено са:
(1) материалът е плътен, не е лесно да изтече средата.
(2) подходяща механична якост и твърдост.
(3) добра компресия и еластичност, малка постоянна деформация.
(4) висока температура не омекотява, не се разлага, ниска температура не се втвърдява, не е крехка.
(5) добра устойчивост на корозия, в киселина, основа, масло и други среди може да работи дълго време, промяната на обема и твърдостта е малка и не се прилепва към металната повърхност.
6） Малък коефициент на триене, добра устойчивост на износване.
7) Има гъвкавостта да се комбинира с уплътнителната повърхност.
8) Добра устойчивост на стареене, издръжлива.
9) Удобна обработка и производство, евтини, лесни за получаване материали.
Монтаж на механично уплътнение, използване на технически изисквания
(1) Радиалното биене на въртящия се вал на оборудването трябва да бъде по-малко или равно на 0.04 милиметра, а аксиалното биене не е разрешено да бъде повече от 0,1 милиметра;
(2) Уплътняващата част на оборудването трябва да се поддържа чиста по време на монтажа, уплътняващите части трябва да се почистват, уплътняващата крайна повърхност трябва да е непокътната и трябва да се предотврати навлизането на примеси и прах в уплътнителната част;
(3) В процеса на инсталиране е строго забранено докосване, чукане, за да не се счупи механичното уплътнение на фрикционното менгеме и да не се повреди уплътнението;
(4) Повърхността в контакт с уплътнението по време на монтажа трябва да бъде покрита със слой чисто механично масло, така че да може да се монтира гладко;
(5) Когато инсталирате статичния пръстен, затегнете винтовете с еднаква сила, за да гарантирате, че края на статичния пръстен и оста на вертикалните изисквания;
(6) След монтажа натиснете подвижния пръстен на ръка, което може да накара подвижния пръстен да се движи гъвкаво върху вала и да има определена степен на еластичност;
(7) След монтажа използвайте ръката, за да преместите въртящия се вал, въртящият се вал не трябва да има усещане за лекота и тежест;
(8) Оборудването трябва да се напълни със среда преди работа, за да се предотврати сухо триене и повреда на уплътнението.
Разработка и приложение на механични уплътнения в промишлеността
Каучукът е най-често използваният уплътнителен материал. В допълнение към гумата, подходящ за уплътнителни материали като графит, политетрафлуоретилен и различни уплътнители.
Текущото използване на нови материали и процеси на различни механични уплътнения на новата технология, напредват по-бързо, има следната нова технология за механични уплътнения. Технология за уплътняване на уплътнителната повърхност на жлебовете през последните години, уплътняващата повърхност на механичното уплътнение отвори различни канали на потока, за да произведе флуиден статичен и динамичен ефект на налягане, а сега също и в непрекъснато актуализиране.
Технология за запечатване с нулеви течове в миналото винаги се е смятало, че контактното и безконтактното механично запечатване е невъзможно да се постигне нулево изтичане (или никакво изтичане). Използването от Израел на технология за уплътняване на жлебове, предлага безконтактно механично крайно уплътнение с нулево изтичане на новата концепция и е използвано в смазочните помпи за атомни електроцентрали. Технология за уплътняване на газ на сухо. Този вид уплътнение е технологията за уплътняване на канали за уплътняване на газ. Технология за запечатване на изпомпване нагоре по веригата, тоест използването на уплътнителна повърхност върху отворения жлеб ще бъде надолу по веригата, малко количество изтичаща течност, изпомпано обратно нагоре по веригата.
Структурата на горните видове уплътнения се характеризира с:
Използването на плитки жлебове, дебелината на филма и дълбочината на каналите за потока са на микронно ниво, както и използването на жлебове за смазване, радиални уплътняващи язовири и периферен уплътнителен преливник, съставен от уплътнителна и лагерна част. Може също да се каже, че шлицовото уплътнение е комбинация от плоско уплътнение и шлицов лагер.
Предимствата са малко изтичане (дори без изтичане), голяма дебелина на филма, елиминиране на контактното триене, ниска консумация на енергия и генериране на топлина. Технология за динамично уплътняване под налягане с термичен флуид това е използването на различни форми на по-дълбок уплътняващ повърхностен жлеб на потока, което води до локална термична деформация, за да се получи хидродинамичен клинов ефект. Този вид уплътнение с капацитет за носене на динамично налягане на флуида се нарича динамично клиново уплътнение с термична течност.
Технологията за силфонно уплътнение може да бъде разделена на формовани метални силфони и технология за механично уплътняване със заварени метални силфони.
Технологията за многостранно уплътняване е разделена на двойно уплътнение, уплътняване с междинен пръстен и технология за много уплътняване. Има също паралелна технология за запечатване на лицето, технология за запечатване на монитора, комбинирана технология за запечатване и т.н.
Програма и характеристики за промиване на механични уплътнения
Целта на промиването е да се предотврати натрупването на примеси, да се предотврати образуването на въздушни джобове, да се поддържа и подобри смазването и т.н., когато температурата на промивната течност е ниска, и двата охлаждащ ефект. Методите за промиване са основно както следва:
(A) вътрешно промиване
1, Положително зачервяване
(1) характеристики: използването на работата на хоста, който е запечатан, от изходния край на помпата през тръбопровода в кухината на уплътнението.
(2) Приложение: използва се за почистване на течността, p1 е малко по-голямо от p в, когато температурата е висока или има примеси, може да се настрои в охладителя на тръбопровода, филтъра и т.н.
2, обратно промиване
(1) Характеристики: използването на работата на хоста, който е запечатан носител, въведен от изходния край на уплътнителната кухина на помпата, след промиване през тръбопроводния поток обратно към входа на помпата.
(2) Приложение: използва се за почистване на течността и p in<>
3, Пълно промиване
(1) характеристики: използването на работата на хоста, който е запечатан, от изходния край на помпата през тръбопровода в уплътнителната кухина, промиване и след това обратно изтичане през тръбопровода до входа на помпата.
(ii) външно промиване
Характеристики: въвеждане на външни системи и запечатани среди, съвместими с чистата течност към кухината на уплътнението за промиване.
Приложение: външното налягане на флуида за промиване трябва да бъде по-голямо от това на запечатаната среда 0.05 - 0.1MPa, приложимо за среда за висока температура или твърди частици в случая. Трябва да се гарантира, че потокът от промивна течност отнема топлината, но и за да отговори на нуждите от промиване, няма да доведе до ерозия на уплътненията. За тази цел е необходимо да се контролира налягането на уплътнителната кухина и скоростта на потока на промиване, като цяло скоростта на потока на чистата промивна течност трябва да бъде по-малка от 5 m/s;
Съдържащите частици течност от суспензия трябва да бъдат по-малки от 3 m/s, за да се постигне горната стойност на дебита, разликата между промивната течност и налягането в уплътнителната кухина трябва да бъде<0.5MPa, generally take 0.05 - 0.1MPa, the double end mechanical seal can be taken as 0.1 - 0.2MP, the location of the orifice of the flushing liquid into the sealing cavity and discharged, it should be set up in the vicinity of sealing end face and should be close to the side of the dynamic ring, in order to prevent graphite ring erosion or caused by uneven cooling. In order to prevent the graphite ring from being eroded or deformed due to temperature difference caused by uneven cooling, as well as the accumulation of impurities and coking, etc., tangential introduction or multi-point flushing can be used. If necessary, the flushing liquid can be hot water or steam.
Анализ на типичната причина за повреда на механичното уплътнение
(A) самото механично уплътнение
1, поставени на място или неравномерни.
2, коефициентът на натоварване е твърде голям или конструкцията на налягането в крайната страна е неразумна.
3, неправилен избор на материал.
4, уплътнителната повърхност не е плоска.
5, запечатващата повърхност е твърде широка или твърде тясна.
(B) проблеми със спомагателната система
1, Сложни условия на работа, но без промиване и други спомагателни съоръжения.
2, Запушване на промивна тръба.
3, Мащабиране на охлаждащата тръба.
(C) среда и условия на работа
1, средно корозивен.
2, средата има твърди частици.
3, изпомпване на оборудването.
4, кристализация на уплътнителната повърхност.
5, вискозитетът на средата е твърде голям.
(D) проблеми с помпата
1, точността на обработка на вала не е добра, валът на низа, скачане, разстоянието при инсталиране е твърде голямо.
2, помпата има твърде големи вибрации след отваряне.
3, уплътнителният пръстен на жлезата не е добър.
4, уплътнителната кутия не е плоска.
5, Монтажът на механичното уплътнение не достига подходящата степен на компресия
Често срещан феномен на изтичане
Изтичането на механично уплътнение представлява делът на всички помпи за поддръжка повече от 50%, работата на механичното уплътнение влияе пряко върху нормалната работа на помпата, се обобщава и анализира, както следва:
1, Периодично изтичане
(1) аксиално колебание на ротора на помпата, спомагателното уплътнение и валът на излишъка са големи, динамичният пръстен не може да се движи гъвкаво върху вала. При обръщане на помпата, динамично и статично износване на пръстена, а не за компенсиране на изместването.
Контрамерки: При сглобяването на механични уплътнения аксиалното движение на вала трябва да бъде по-малко от 0.1 mm, спомагателните уплътнения и излишъкът на вала трябва да са умерени, за да се гарантира, че радиалното уплътнение е същото време, динамичният пръстен е сглобен, за да се гарантира, че валът може да се движи гъвкаво (като динамичният пръстен, притиснат към пружината, може свободно да се движи обратно).
(2) количеството лубрикант на уплътнителната повърхност е недостатъчно, за да причини сухо триене или издърпване на края на уплътняващата коса.
Контрамерки: височината на повърхността на смазката в кухината на маслената камера трябва да бъде по-висока от динамичната и статичната повърхност на уплътнителния пръстен.
(3) периодична вибрация на ротора. Причината е, че статорът и горната и долната крайна капачка не са центрирани или работното колело и главният вал не са балансирани, корозия от пари или повреда на лагера (износване), тази ситуация ще съкрати живота на уплътнението и ще доведе до изтичане.
Противодействие: Горните проблеми могат да бъдат коригирани в съответствие със стандартите за поддръжка.
2, Теч поради налягане
(1) Високо налягане и вълна на налягане, причинени от изтичане на механично уплътнение поради специфичното налягане на пружината и дизайнът на общото специфично налягане е твърде голям и налягането в уплътнителната кухина надвишава 3MPa, ще направи специфичното налягане на крайната страна на уплътнението твърде голямо, течният филм е трудно да се оформи, износването на крайната повърхност на уплътнението е сериозно, генерирането на топлина се увеличава, което води до термична деформация на лицето на уплътнението.
Противомерки: При сглобяване на механичното уплътнение компресията на пружината трябва да се извърши съгласно разпоредбите и не е позволено да има твърде голямо или твърде малко явление и трябва да се вземат мерки за механичното уплътнение при условия на високо налягане. За да се направи силата на челната повърхност разумна, да се минимизира деформацията, могат да се използват карбидни, керамични и други материали за якост на високо налягане и да се засилят мерките за охлаждащо смазване.
(2) работа във вакуумно състояние, причинена от помпата за изтичане на механично уплътнение в процеса на стартиране и спиране, поради запушване на входа на помпата, изпомпваща среда, съдържаща газ и други причини, е възможно да се направи отрицателно налягане в уплътнителната кухина, уплътнителната кухина, ако отрицателно налягане, ще причини сухо триене на уплътнителната челна повърхност, вътрешното механично уплътнение ще доведе до феномен на изтичане (вода), разликата между вакуумно запечатване и запечатване с положително налягане се крие в уплътняването на обекта на посоката на разликата и механичната уплътнението също има определена посока на механичното уплътнение. Разликата между вакуумното уплътнение и уплътнението с положително налягане се състои в разликата в посоката на уплътняващия обект, а механичното уплътнение също има своята адаптивност в определена посока.
Противодействие: използването на механично уплътнение с двоен край, което спомага за подобряване на условията на смазване, подобрява ефективността на уплътняването.
3, изтичане, причинено от средата
(1) по-голямата част от механичното уплътнение на потопяемата помпа за отпадни води е разглобено, статичният и динамичният пръстен на спомагателните уплътнения не са еластични, някои са изгнили, което води до изтичане на голям брой уплътнения и дори до феномена на смилащ вал. Поради високата температура, канализацията в слаба киселина, слаба основа върху статичния пръстен и спомагателните гумени уплътнения на движещия се пръстен корозивно въздействие, което води до прекомерно механично изтичане, динамичен и статичен пръстен гумен уплътнителен материал за нитрил-40, неустойчив на висока температура, киселина и основи, когато канализацията е киселинно-алкална, лесна за корозия.
Противомерки: за корозивни среди, гумените части трябва да бъдат избрани за устойчивост на висока температура, устойчивост на слаби киселини и основи на флуориран каучук.
(2) твърди частици от примеси, причинени от изтичане на механично уплътнение, ако твърдите частици в крайната повърхност на уплътнението, ще надраскат или ускорят износването на крайната повърхност на уплътнението, котлен камък и масло върху повърхността на вала (втулката) се натрупват по-бързо от триенето степента на износване, което води до динамичен пръстен, който не може да компенсира изместването на износването, труден до твърд живот на триене от страната на триене с твърд графит на дългия живот, тъй като твърдите частици ще бъдат вградени в графитния уплътнителен пръстен в рамките на уплътнителната повърхност.
Противодействие: В положение, където твърдите частици лесно влизат, трябва да се използва волфрамов карбид за фрикционно механично уплътнение от волфрамов карбид.
4, поради други проблеми, причинени от изтичане на механично уплътнение
Механичните уплътнения също съществуват в дизайна, изборът, монтажът и други места не са достатъчно разумни.
(1) компресията на пружината трябва да се извърши в съответствие с разпоредбите на явлението не е позволено да има твърде голямо или твърде малко, грешка ± 2 mm, компресията е твърде голяма, за да се увеличи налягането на челната страна, топлината от триене е твърде голяма, което води при термична деформация на уплътнителната повърхност и ускоряване на износването на крайната повърхност, степента на компресия е твърде малка динамична и статичното налягане на крайната страна на пръстена е недостатъчно, не може да бъде запечатано.
(2) Монтаж на динамичен уплътнителен пръстен на крайната повърхност на вала (или втулката) и монтаж на статичен уплътнителен пръстен, уплътнителната жлеза (или черупка) на уплътнителния пръстен трябва да бъде скосена и ремонтирана леко, така че да се избегне натъртване при сглобяване на динамичен и статичен пръстен уплътнителен пръстен.
Проблеми с нормалната работа и поддръжка на машинното уплътнение
1, Подготовка и предпазни мерки преди стартиране
a Проверете цялостно дали механичното уплътнение, както и спомагателните устройства и тръбопроводната инсталация са завършени и отговарят на техническите изисквания.
b Преди да започнете хидростатичното изпитване на механичното уплътнение, проверете дали има феномен на изтичане на механичното уплътнение. Ако има повече течове, причината трябва да се открие и да се опита да се отстрани. Ако все още не е ефективен, трябва да се разглоби и инсталира отново. Общо хидростатично изпитвателно налягане с 2-3 kg / cm2.
c Според въртящия се диск на помпата, проверете дали светлината е равномерна. Ако дискът е твърд или не се движи, трябва да се провери дали размерът на сглобката е грешен и дали инсталацията е разумна.
2, Инсталиране и изключване
a Дръжте уплътнителната камера пълна с течност, преди да започнете. За транспортиране на втвърдена среда, уплътнителната камера трябва да се нагрее с пара, за да се разтопи средата. Преди стартиране трябва да се навие, за да се предотврати счупването на мекия пръстен поради внезапно стартиране.
b За използване на помпата извън системата за маслено уплътнение на механични уплътнения, трябва да бъде първият, който стартира системата за маслено уплътнение. Спрете системата за маслено уплътнение последна след спиране.
c Охлаждащата вода на кухината на масленото уплътнение и крайното уплътнение не може да бъде спряна веднага след като помпата за горещо масло спре да работи, а охлаждащата вода трябва да бъде спряна само когато температурата на маслото в крайното уплътнение падне под 80 градуса, за да се избегне повреда на уплътнителните части.
3, Бягане
a Ако има лек теч след стартиране на помпата, трябва да се наблюдава известно време. Ако течът не намалее след 4 часа непрекъсната работа, помпата трябва да бъде спряна за проверка.
b Работното налягане на помпата трябва да е плавно, а колебанията в налягането не трябва да са повече от 1 kg/cm2.
c Работещите помпи трябва да избягват появата на феномен на изпомпване, за да не причинят сухо триене на уплътнителната повърхност и повреда на уплътнението.
Самото механично уплътнение е взискателен прецизен компонент с високи изисквания за дизайн, механична обработка и качество на сглобяване. При използването на механични уплътнения трябва да се анализира използването на механични уплътнения на различни фактори, така че механичните уплътнения да са подходящи за различни технически изисквания на помпата и използването на изисквания за среда и подходящи условия за смазване, така че да се гарантира, че уплътненията работят надеждно дълго време.
