Úvod do mechanických tesnení
Mechanické upchávky sú jedným zo základných komponentov strojov s precíznou a komplexnou štruktúrou a sú kľúčovými komponentmi rôznych čerpadiel, kotlov na syntézu reakcií, turbokompresorov, ponorných motorov a iných zariadení. Jeho tesniaci výkon a životnosť závisia od mnohých faktorov, ako je výber typu, presnosť stroja, správna inštalácia a použitie atď.
Základné znalosti mechanických upchávok
1. Základná koncepcia mechanického tesnenia:
Mechanická upchávka sa vzťahuje na zariadenie, ktoré zabraňuje úniku tekutiny aspoň jedným párom koncových plôch kolmých na os otáčania, pôsobením tlaku tekutiny a elastickej sily (alebo magnetickej sily) kompenzačného mechanizmu a spoluprácou pomocných tesnenia, aby držali fit a vzájomne sa posúvali. Pomocnou upchávkou kompenzačného krúžku je kovový vlnovec nazývaný vlnovcová mechanická upchávka.
2. Zloženie mechanického tesnenia:
Existujú hlavne nasledujúce štyri typy komponentov. a. Hlavné tesnenia: pohyblivý krúžok a statický krúžok. b. Pomocné tesnenie: tesniaci krúžok. c. Kompresné časti: pružina, tlačný krúžok. d. Časti prevodovky: sedlo pružiny a kľúč alebo upevňovacia skrutka
by mal venovať pozornosť problému
1. Záležitosti vyžadujúce pozornosť počas inštalácie
a. Venujte veľkú pozornosť tomu, aby ste predišli odchýlke inštalácie počas inštalácie
(1) Upchávka by mala byť utiahnutá po zarovnaní spojky. Skrutky by mali byť rovnomerne podopreté, aby sa zabránilo vychýleniu koncového čela upchávky. Skontrolujte každý bod pomocou spáromeru a chyba by nemala presiahnuť 0,05 mm.
(2) Skontrolujte lícovanú vôľu (tj sústrednosť) medzi upchávkou a vonkajším priemerom hriadeľa alebo puzdra a uistite sa, že je rovnomerná. Pomocou spáromeru skontrolujte, či tolerancia každého bodu nie je väčšia ako 0,01 mm.
b. Veľkosť stlačenia pružiny by sa mala vykonávať podľa predpisov. Nesmie byť príliš veľký ani príliš malý a chyba musí byť 2.00 mm. Ak je príliš veľký, špecifický tlak na čelnú plochu sa zvýši a čelná plocha sa bude opotrebovávať rýchlejšie. Príliš malý bude mať za následok nedostatočný špecifický tlak a nemôže hrať tesniacu úlohu.
c. Po nainštalovaní pohyblivého krúžku sa uistite, že sa môže flexibilne pohybovať na hriadeli a po pritlačení pohyblivého krúžku proti pružine by sa mal automaticky vrátiť späť.
2. Bezpečnostné opatrenia pri demontáži
a. Pri demontáži mechanického tesnenia buďte opatrní. Je prísne zakázané používať ručné kladivá a ploché lopaty, aby nedošlo k poškodeniu tesniacich komponentov. Na vysunutie tesniaceho zariadenia do medzery sedadla pohonu v smere samofinancovania možno použiť dvojicu hákov z oceľového drôtu. Ak sa váha nedá rozobrať, treba ju pred demontážou vyčistiť.
b. Ak sú na oboch koncoch čerpadla použité mechanické upchávky, mali by sa o seba počas montáže a demontáže starať, aby sa predišlo strate jedného druhého.
c. V prípade mechanickej upchávky, ktorá bola v prevádzke, ak je upchávka uvoľnená a tesnenie sa pohybuje, dynamické a statické časti krúžku musia byť vymenené a nemali by byť znovu utiahnuté, aby ste mohli pokračovať v používaní. Pretože po takomto pohybe sa pôvodná jazdná dráha trecej dvojice zmení a tesnenie styčnej plochy sa ľahko poškodí.
Správna prevádzka a údržba mechanických upchávok
1. Prípravné práce a záležitosti, ktoré si vyžadujú pozornosť pred začatím
a. Komplexne skontrolujte mechanickú upchávku a či je inštalácia pomocných zariadení a potrubí dokončená a či spĺňa technické požiadavky.
b. Pred spustením mechanického tesnenia vykonajte skúšku statickým tlakom, aby ste skontrolovali, či z mechanického tesnenia neuniká. Ak dôjde k veľkému úniku, zistite príčinu a pokúste sa ju odstrániť. Ak je stále neplatný, mal by sa rozobrať na kontrolu a znova nainštalovať. Vo všeobecnosti je skúšobný tlak statického tlaku 2~3 kg/cm2.
c. Stlačte volant čerpadla a skontrolujte, či je svižný a rovnomerný. Ak je kľuka obtiažna alebo sa nepohybuje, mali by ste skontrolovať, či nie je nesprávna veľkosť zostavy a či je inštalácia primeraná.
2. Inštalácia a vypnutie
a. Pred spustením nechajte uzavretú dutinu naplnenú kvapalinou. Pri preprave stuhnutého média by sa mala použiť para na ohrev utesnenej dutiny, aby sa médium roztavilo. Vozidlo musí byť pred naštartovaním naštartované, aby sa zabránilo prasknutiu mäkkého krúžku v dôsledku náhleho štartu.
b. Pri mechanických upchávkach, ktoré používajú vonkajší systém olejového tesnenia čerpadla, by sa mal najskôr aktivovať systém olejového tesnenia. Po zaparkovaní zastavte olejový tesniaci systém ako posledný.
c. Po vyradení čerpadla horúceho oleja z prevádzky nie je možné okamžite zastaviť chladiacu vodu v dutine olejového tesnenia a tesnení na čelnej strane. Chladiaca voda by sa mala zastaviť iba vtedy, keď teplota oleja na tesnení čelnej plochy klesne pod 80 stupňov, aby sa nepoškodili tesniace časti.
3. Prevádzka
a. Ak po spustení čerpadla dôjde k miernemu úniku, je potrebné ho určitý čas pozorovať. Ak sa netesnosť po 4 hodinách nepretržitej prevádzky nezníži, čerpadlo by sa malo zastaviť kvôli kontrole.
b. Prevádzkový tlak čerpadla by mal byť stabilný a kolísanie tlaku by nemalo presiahnuť 1 kg/cm2.
c. Keď je čerpadlo v prevádzke, vyhnite sa čerpaniu, aby ste predišli suchému treniu na tesniacej ploche a poškodeniu tesnenia.
d. Stav tesnenia by sa mal často kontrolovať. Počas prevádzky, keď únik presahuje normu, ťažký olej nie je väčší ako 5 kvapiek/min a ľahký olej nie je väčší ako 10/min. Ak nedôjde k zlepšeniu do 2-3 dní, zastavte čerpadlo a skontrolujte tesniace zariadenie.
„Tmelenie“ má u nás dlhú históriu vývoja. Starí ľudia používali bavlnu, konope a iné vlákna na výrobu tesnení pre stroje na zdvíhanie vody, zatiaľ čo v zahraničí sa balenie nepoužívalo až do roku 1782. Dôležitosť tesnenia sa tu nespomína. Existuje disciplína s názvom „Sealing Science“, ktorá študuje zákony tesnenia, technológiu konštrukcie tesniacich zariadení a aplikované vedecké princípy. Výskumné inštitúcie majú aj odborné kurzy venované štúdiu vedy o tesnení. U nás zatiaľ, pokiaľ viem, existujú kurzy Mechanika kvapalín a hydraulických prevodov a ďalšie kurzy, ale neexistuje žiadny "tesniaci systém", ktorý by sa špecializoval na tesnenie, takže úroveň nášho výskumu je v porovnaní so zahraničím stále ďaleko.
Existuje mnoho odborných oblastí pre návrh tesnení, okrem materiálov a mechaniky je to aj mechanika (vrátane mechaniky tekutín, teórie medzných vrstiev atď.), tribológia, automatické riadenie atď. pomerne veľké. Úroveň domáceho tesniaceho priemyslu si osobne myslím, že v porovnaní so zahraničím by rozdiel nemal byť kratší ako 50 rokov.
O princípe tesnenia
Ak sa chcete naučiť tesnenie, musíte najprv pochopiť únik. Keď pochopíte princíp úniku, budete mať zodpovedajúci tesniaci mechanizmus. Existujú tri druhy únikov ——
Jedným je netesnosť, to znamená netesnosť medzi medzerami tesniacich plôch
Druhým je únik, to znamená únik utesnenej tekutiny cez kapiláru tesniaceho materiálu
Treťou je difúzia, ktorá sa týka prenosu materiálu, ku ktorému dochádza, keď tesniace médium prechádza cez medzeru alebo kapiláru materiálu pôsobením rozdielu koncentrácií.
O metóde tesnenia
Existuje zhruba niekoľko spôsobov tesnenia ——
1. Minimalizujte počet zapečatených častí
2. Blokovanie a izolácia
3. Extrahujte alebo vstreknite
4. Zvýšte odolnosť proti úniku
5. Pridajte aktívne prvky do kanála
6. Kombinácia viacerých spôsobov tesnenia
Spoločné tesniace formuláre
Tesniace tesnenia, tesnenia upchávky, mechanické tesnenia, bezkontaktné tesnenia a vstrekovacie tlakové upchávky sú bežné formy tesnenia. Spomedzi nich by sa tesnenie tesnenia malo považovať za najbežnejšie a zahŕňa aj mäkké tesnenie tesnenia, tesnenie tvrdého tesnenia a tvarované tesnenie tesnenia. Tvarované tesniace tesnenia zahŕňajú naše bežné O-krúžky, Y-krúžky, olejové tesnenia a ďalšie. Bezdotykové tesnenia zahŕňajú medzerové tesnenia, labyrintové tesnenia, plávajúce tesnenia, dynamické tesnenia, magnetické kvapalinové tesnenia a hermetické tesnenia.
Vlastnosti bežných tesnení---a nových materiálov a technológií
1) Bežne používaný výkon tesnenia
Pri použití ventilu sa často vymieňa pôvodné tesnenie podľa konkrétnej situácie. Bežné tesnenia sú: gumené ploché tesnenie, gumený O-krúžok, plastové ploché tesnenie, PTFE tesnenie vrecka, tesnenie z azbestovej gumy, kovové ploché tesnenie, kovové tesnenie špeciálneho tvaru, kovové tesnenie predkožky, vlnité tesnenie, vinuté tesnenie atď.
(1) Gumová plochá podložka: ľahko sa deformuje, ľahko sa stláča, ale má nízku odolnosť voči tlaku a teplote, používa sa iba na miestach s nízkym tlakom a nízkou teplotou. Prírodný kaučuk má určitú odolnosť voči kyselinám a zásadám a prevádzková teplota by nemala presiahnuť 60 stupňov; neoprénový kaučuk odolá aj určitým kyselinám a zásadám a prevádzková teplota je 80 stupňov; nitrilový kaučuk je odolný voči olejom a môže byť použitý až do 80 stupňov; Teplotný výkon je tiež silnejší ako bežná guma a môže byť použitý v 150 stupňovom médiu.
(2) Gumová podložka v tvare O: tvar sekcie je dokonalý kruh a má určitý samouťahovací efekt. Tesniaci účinok je lepší ako u plochej podložky a prítlačná sila je menšia.
(3) Plastové ploché tesnenie: Najväčšou vlastnosťou plastu je jeho dobrá odolnosť proti korózii a väčšina plastov má zlú tepelnú odolnosť. PTFE je korunou plastov. Má nielen vynikajúcu odolnosť proti korózii, ale má aj pomerne široký teplotný rozsah. Môže sa používať dlhodobo v rozsahu -180 stupňov – plus 200 stupňov .
(4) Tesnenie obalené PTFE: Aby bolo možné naplno využiť výhody PTFE a kompenzovať jeho slabú elasticitu, je vyrobené ako tesnenie obalené gumou PTFE alebo azbestovou gumou. Týmto spôsobom má nielen rovnakú odolnosť proti korózii ako plochá podložka z PTFE, ale má aj dobrú elasticitu, čo zvyšuje tesniaci účinok a znižuje prítlačnú silu. Jeho prierezový tvar je znázornený na obrázku 4-20.
(5) Tesnenie z azbestovej gumy: vyrezané z fólie z azbestovej gumy. Jeho zložkami sú 60-80 percent azbestu a 10-20 percent gumy, ako aj plnivá a vulkanizačné činidlá. Má dobrú tepelnú odolnosť, odolnosť proti chladu a chemickú stabilitu, je bohatý na dodávky a je lacný. Pri použití nemusí byť prítlačná sila veľmi veľká. Pretože môže priľnúť ku kovu, je najlepšie pokryť povrch vrstvou grafitového prášku, aby ste sa vyhli prácnemu odstraňovaniu.
Existujú štyri farby azbestovej gumovej fólie: sivá, používaná pre nízky tlak (značka XB{0}}, odolnosť voči tlaku menšia alebo rovná 16 kg/cm2, teplotná odolnosť 200 stupňov); červená, používaná pre stredný tlak (značka XB-350, tlaková odolnosť do 40kg/cm2, teplotná odolnosť 350 stupňov ); fialová, používaná pre vysoký tlak (trieda XB-450, odolnosť voči tlaku 100 kg/cm2 teplotná odolnosť 450 stupňov); zelená, používa sa na olej, odolnosť voči tlaku je tiež veľmi dobrá.
(6) Kovový plochý vykurovací krúžok: olovo, teplotná odolnosť 100 stupňov; hliník 430 stupňov; meď 315 stupňov; nízkouhlíková oceľ 550 stupňov; striebro 650 stupňov; nikel 810 stupňov; Zliatina Monel (nikel-meď) 810 stupňov, nehrdzavejúca oceľ 870 stupňov. Medzi nimi má olovo zlú odolnosť voči tlaku, hliník vydrží 64 kg/cm2 a iné materiály vydržia vysoký tlak.
(7) Kovové anizotropné podložky:
Tesnenie šošovky: Má samosťahovací účinok a používa sa pre vysokotlakové ventily.
Oválne podložky: patria tiež medzi vysokotlakové samosťahovacie podložky.
Dvojité kužeľové tesnenie: používa sa na vysokotlakové vnútorné samouťahovacie tesnenie.
Okrem toho existujú štvorec, kosoštvorec, trojuholník, tvar zubov, rybinový tvar, tvar B, tvar C atď., Ktoré sa vo všeobecnosti používajú iba vo vysokotlakových a strednotlakových ventiloch.
(8) Tesnenie s kovovým plášťom: Kov má dobrú odolnosť voči teplote a tlaku a dobrú elasticitu. Materiály predkožky zahŕňajú hliník, meď, nízkouhlíkovú oceľ, nehrdzavejúcu oceľ, zliatinu Monel atď. Výplňové materiály vo vnútri zahŕňajú azbest, polytetrafluóretylén, sklenené vlákno atď.
(9) Vlnová podložka: Má vlastnosti malej prítlačnej sily a dobrého tesniaceho účinku. Často sa používa vo forme kombinácie kovu a nekovu.
(10) Vinuté tesnenie: Je to tenký kovový pásik a nekovový pásik, ktoré sú spolu pevne spojené a navinuté do viacvrstvového kruhu. Sekcia je zvlnená a má dobrú elasticitu a tesnosť. Kovový pás môže byť vyrobený z ocele 08, 0Cr13, 1Cr13, 2Cr13, 1Cr18Ni9Ti, medi, hliníka, titánu, zliatiny Monel atď. Nekovové pásové materiály zahŕňajú azbest, polytetrafluóretylén atď.
Vyššie, pri popise výkonu tesniacich tesnení, sú uvedené niektoré údaje. Je potrebné poznamenať, že tieto čísla úzko súvisia s tvarom príruby, podmienkami média a technikami inštalácie a opravy. Niekedy môžu byť prekročené a niekedy nie sú dosiahnuteľné. Okrem toho sa navzájom transformujú aj vlastnosti odolnosti voči tlaku a teplote. Napríklad čím vyššia teplota, tým vyšší odpor. Schopnosť tlaku je často znížená a tieto jemné problémy sa dajú realizovať iba v praxi.
2) Nové materiály a technológie
Vyššie uvedené tesniace tesnenia nie sú komplexné a technológia tesnenia sa rýchlo rozvíja. Nasledujúce príklady predstavujú niekoľko nových materiálov a nových technológií.
(1) Tekuté tesnenie: S rýchlym rozvojom priemyslu polymérnej organickej syntézy sa objavili tekuté tmely na statické tesnenie; táto nová technológia sa zvyčajne nazýva tekuté tesnenie. Princípom tekutého tesnenia je využitie priľnavosti, tekutosti a monomolekulárneho filmového efektu tekutého tmelu (čím tenší film, tým väčšia prirodzená tendencia k zotaveniu), a aby fungoval ako tesnenie pod vhodným tlakom. Preto sa použitý tmel nazýva aj tekuté tesnenie.
(2) Tesnenie PTFE suroviny: PTFE je tiež vysokomolekulárna organická zlúčenina. Predtým, ako sa speká do výrobku, nazýva sa surovina. Má jemnú textúru a má efekt monomolekulárneho filmu. Páska vyrobená zo suroviny sa nazýva surovinová páska, ktorú je možné zvinúť do kotúča na dlhodobé skladovanie. Môže sa voľne vytvárať počas používania a akýkoľvek spoj, pokiaľ je tam tlak, vytvorí prstencovú membránu, ktorá rovnomerne pôsobí ako tesnenie. Ako tesnenie medzi telesom ventilu a krytom ventilu vo ventile môže byť vypáčené, aby sa otvorila medzera a napchala sa do pásu suroviny bez vyberania disku alebo brány. Lisovacia sila je malá, nelepí sa na ruky, nelepí sa na povrch príruby a je veľmi vhodné ju vymeniť. Najvhodnejšie pre príruby s perom a drážkou. PTFE suroviny môžu byť tiež vyrobené do rúr a tyčí na tesnenie.
(3) Kovový dutý O-krúžok: dobrá elasticita, malá prítlačná sila a samouťahovací účinok. Môžu sa použiť rôzne kovové materiály, aby sa prispôsobili nízkej teplote, vysokej teplote a silnému korozívnemu médiu.
(4) Tesniaci krúžok grafitovej dosky: V mysliach ľudí je grafit krehká látka, ktorej chýba elasticita a húževnatosť, ale špeciálne upravený grafit má mäkkú textúru a dobrú elasticitu. Týmto spôsobom je možné zobraziť tepelnú odolnosť a chemickú stabilitu grafitu v materiáli tesnenia; okrem toho má tesnenie malú kompresnú silu a vynikajúci tesniaci účinok. Z tohto grafitu je možné vyrobiť aj pás, ktorý je možné kombinovať s kovovým pásom a vytvoriť tak navinuté tesnenie s vynikajúcim výkonom. Objavenie sa tesniacich krúžkov z grafitových platní a tesnení navinutých z grafitových{1}}kovov je hlavným prelomom v oblasti tesnenia odolného voči korózii pri vysokých teplotách. Tento typ tesnenia sa vyrába a používa vo veľkých množstvách v zahraničí.
