Úvod do mechanických ucpávek
Mechanické ucpávky jsou jednou ze základních součástí strojních zařízení s přesnými a složitými strukturami a jsou klíčovými součástmi různých čerpadel, kotlů pro reakční syntézu, turbokompresorů, ponorných motorů a dalších zařízení. Jeho těsnicí výkon a životnost závisí na mnoha faktorech, jako je výběr typu, přesnost stroje, správná instalace a použití atd.
Základní znalost mechanických ucpávek
1. Základní koncept mechanické ucpávky:
Mechanickou ucpávkou se rozumí zařízení, které zabraňuje úniku kapaliny alespoň jedním párem koncových ploch kolmých k ose otáčení působením tlaku kapaliny a elastické síly (nebo magnetické síly) kompenzačního mechanismu a součinnosti pomocných těsnění, aby drželo fit a vzájemně klouzalo. Pomocným těsněním kompenzačního kroužku je kovový vlnovec nazývaný vlnovcová mechanická ucpávka.
2. Složení mechanické ucpávky:
Jedná se především o následující čtyři typy komponent. A. Hlavní těsnění: pohyblivý kroužek a statický kroužek. b. Pomocné těsnění: těsnící kroužek. C. Kompresní části: pružina, tlačný kroužek. d. Části převodovky: sedlo pružiny a klíč nebo upevňovací šroub
by měl problému věnovat pozornost
1. Záležitosti vyžadující pozornost během instalace
A. Věnujte velkou pozornost tomu, aby během instalace nedošlo k odchylce při instalaci
(1) Po vyrovnání spojky by měla být ucpávka utažena. Šrouby by měly být rovnoměrně podepřeny, aby se zabránilo vychýlení koncového čela ucpávky. Zkontrolujte každý bod spároměrem a chyba by neměla překročit 0,05 mm.
(2) Zkontrolujte vůli lícování (tj. soustřednost) mezi ucpávkou a vnějším průměrem hřídele nebo pouzdra a ujistěte se, že je rovná. Pomocí spároměru zkontrolujte, zda tolerance každého bodu není větší než 0,01 mm.
b. Míra stlačení pružiny by měla být provedena podle předpisů. Nesmí být příliš velký ani příliš malý a chyba musí být 2.00 mm. Pokud je příliš velký, měrný tlak na koncovou plochu se zvýší a koncová plocha se bude opotřebovávat rychleji. Příliš malý bude mít za následek nedostatečný specifický tlak a nemůže hrát roli těsnění.
C. Po instalaci pohyblivého kroužku zajistěte, aby se mohl pružně pohybovat na hřídeli a po přitlačení pohyblivého kroužku proti pružině by měl automaticky vyskočit zpět.
2. Bezpečnostní opatření při demontáži
A. Při demontáži mechanické ucpávky buďte opatrní. Je přísně zakázáno používat ruční kladiva a ploché lopaty, aby nedošlo k poškození těsnících součástí. Dvojicí ocelových drátěných háků lze ve směru samofinancování vysunout do mezery sedla pohonu pro vytažení těsnícího zařízení. Pokud váhu nelze rozebrat, je třeba ji před demontáží vyčistit.
b. Pokud jsou na obou koncích čerpadla použity mechanické ucpávky, měly by se o sebe při montáži a demontáži starat, aby nedošlo ke ztrátě jedné druhé.
C. U mechanické ucpávky, která byla v provozu, pokud je ucpávka uvolněná a ucpávka se pohybuje, musí být vyměněny dynamické a statické části kroužku a neměly by být znovu utahovány, aby bylo možné pokračovat v používání. Protože po takovém pohybu se původní pojezdová dráha třecí dvojice změní a těsnění styčné plochy se snadno poškodí.
Správná obsluha a údržba mechanických ucpávek
1. Přípravné práce a záležitosti vyžadující pozornost před zahájením
A. Komplexně zkontrolujte mechanickou ucpávku a zda je instalace pomocných zařízení a potrubí kompletní a zda splňuje technické požadavky.
b. Před spuštěním mechanické ucpávky proveďte zkoušku statickým tlakem, abyste zkontrolovali, zda mechanická ucpávka neuniká. Pokud dochází k velkému úniku, zjistěte příčinu a pokuste se ji odstranit. Pokud je stále neplatný, měl by být rozebrán pro kontrolu a znovu nainstalován. Obecně je zkušební tlak statického tlaku 2~3 kg/cm2.
C. Stiskněte volant čerpadla a zkontrolujte, zda je svižný a rovnoměrný. Pokud je zatáčení obtížné nebo se nepohybuje, měli byste zkontrolovat, zda je velikost sestavy špatná a zda je instalace přiměřená.
2. Instalace a vypnutí
A. Před zahájením nechte uzavřenou dutinu naplněnou kapalinou. Při přepravě ztuhlého média by měla být k ohřevu uzavřené dutiny použita pára, aby se médium roztavilo. Před nastartováním je nutné vůz protočit, aby nedošlo k prasknutí měkkého kroužku v důsledku náhlého startu.
b. U mechanických ucpávek, které používají vnější systém olejového těsnění čerpadla, by měl být nejprve aktivován systém olejového těsnění. Po zaparkování zastavte systém těsnění oleje jako poslední.
C. Poté, co je čerpadlo horkého oleje mimo provoz, nelze okamžitě zastavit chladicí vodu v dutině olejového těsnění a těsnění na čelní straně. Chladicí voda by měla být zastavena pouze tehdy, když teplota oleje na koncovém těsnění klesne pod 80 stupňů, aby nedošlo k poškození těsnicích částí.
3. Provoz
A. Pokud po spuštění čerpadla dojde k mírnému úniku, je třeba jej po určitou dobu pozorovat. Pokud se netěsnost po 4 hodinách nepřetržitého provozu nesníží, čerpadlo by se mělo zastavit kvůli kontrole.
b. Provozní tlak čerpadla by měl být stabilní a kolísání tlaku by nemělo přesáhnout 1 kg/cm2.
C. Když je čerpadlo v provozu, vyhněte se čerpání, aby nedošlo k suchému tření na těsnicím povrchu a poškození těsnění.
d. Stav těsnění by měl být často kontrolován. Během provozu, kdy únik překračuje normu, těžký olej není větší než 5 kapek/min a lehký olej není větší než 10/min. Pokud během 2-3 dnů nedojde ke zlepšení, zastavte čerpadlo a zkontrolujte těsnicí zařízení.
„Utěsnění“ má u nás dlouhou historii vývoje. Starověcí lidé používali bavlnu, konopí a další vlákna k výrobě těsnění pro stroje na zvedání vody, zatímco cizí země nepoužívaly balení až do roku 1782. Význam těsnění zde není zmíněn. Existuje disciplína zvaná „Sealing Science“, která studuje zákony těsnění, technologii konstrukce těsnících zařízení a aplikované vědecké principy. Výzkumné instituce mají také odborné kurzy věnované studiu vědy o těsnění. U nás zatím, pokud vím, existují kurzy Mechanika kapalin a hydraulických převodů a další kurzy, ale neexistuje žádný "těsnící systém", který by se specializoval na těsnění, takže úroveň našeho výzkumu je ve srovnání se zahraničím stále hodně pozadu.
Pro návrh těsnění existuje mnoho odborných oborů, kromě materiálů a mechaniky také mechanika (včetně mechaniky tekutin, teorie mezních vrstev atd.), tribologie, automatické řízení atd. Proto je pro těsnění obtížnost výzkumu poměrně velké. Úroveň domácího těsnícího průmyslu, osobně si myslím, že ve srovnání se zahraničím by mezera neměla být menší než 50 let.
O principu těsnění
Pokud se chcete naučit těsnění, musíte nejprve pochopit únik. Jakmile pochopíte princip úniku, budete mít odpovídající těsnící mechanismus. Existují tři druhy úniků——
Jedním z nich je netěsnost, to znamená netěsnost mezi mezerami těsnicích ploch
Druhým je únik, to znamená únik utěsněné tekutiny kapilárou těsnicího materiálu
Třetí je difúze, která se týká přenosu materiálu, ke kterému dochází, když těsnicí médium prochází mezerou nebo kapilárou materiálu působením rozdílu koncentrací.
O metodě těsnění
Existuje zhruba několik metod těsnění ——
1. Minimalizujte počet utěsněných dílů
2. Blokování a izolace
3. Extrahujte nebo injikujte
4. Zvyšte odolnost proti svodům
5. Přidejte aktivní prvky do kanálu
6. Kombinace více metod těsnění
Společné formuláře těsnění
Těsnění, těsnění, mechanické těsnění, bezkontaktní těsnění a ucpávka vstřikovacím tlakem jsou běžné formy těsnění. Mezi nimi by mělo být těsnění ucpávky považováno za nejběžnější a zahrnuje také měkké těsnění ucpávky, tvrdé těsnění ucpávky a tvarované těsnění ucpávky. Tvarovaná těsnění ucpávky zahrnují naše běžné O-kroužky, Y-kroužky, olejová těsnění a další. Mezi bezkontaktní těsnění patří mezerová těsnění, labyrintová těsnění, plovoucí těsnění, dynamická těsnění, magnetická těsnění a hermetické těsnění.
Vlastnosti běžných těsnění---a nové materiály a technologie
1) Běžně používaný výkon těsnění
Při použití ventilu se často vyměňuje původní těsnění podle konkrétní situace. Běžná těsnění jsou: pryžové ploché těsnění, pryžový O-kroužek, plastové ploché těsnění, těsnění sáčku z PTFE, těsnění z azbestové pryže, kovové ploché těsnění, kovové těsnění speciálního tvaru, kovové těsnění předkožky, vlnité těsnění, vinuté těsnění atd.
(1) Gumová plochá podložka: snadno se deformuje, snadno se stlačuje, ale má nízkou odolnost proti tlaku a teplotě, používá se pouze v místech s nízkým tlakem a nízkou teplotou. Přírodní kaučuk má určitou odolnost vůči kyselinám a zásadám a provozní teplota by neměla přesáhnout 60 stupňů; neoprenová pryž také odolá určitým kyselinám a zásadám a provozní teplota je 80 stupňů; nitrilový kaučuk je odolný vůči oleji a lze jej použít až do 80 stupňů; Teplotní výkon je také silnější než běžná pryž a lze jej použít v médiu 150 stupňů.
(2) Gumová podložka ve tvaru O: tvar sekce je dokonalý kruh a má určitý samoutahovací účinek. Těsnící účinek je lepší než u ploché podložky a přítlačná síla je menší.
(3) Plastové ploché těsnění: Největší vlastností plastu je jeho dobrá odolnost proti korozi a většina plastů má špatnou teplotní odolnost. PTFE je korunou plastů. Má nejen vynikající odolnost proti korozi, ale má také poměrně široký teplotní rozsah. Lze jej používat po dlouhou dobu v rozmezí -180 stupňů – plus 200 stupňů .
(4) Těsnění potažené PTFE: Aby bylo možné plně využít výhod PTFE a kompenzovat jeho špatnou elasticitu, vyrábí se z něj těsnění obalené pryží PTFE nebo azbestovou pryží. Tímto způsobem má nejen stejnou odolnost proti korozi jako plochá podložka z PTFE, ale také dobrou elasticitu, která zvyšuje těsnící účinek a snižuje lisovací sílu. Jeho tvar příčného řezu je znázorněn na obrázku 4-20.
(5) Azbestové pryžové těsnění: vyříznuté z azbestové pryžové fólie. Jeho složkami jsou 60-80 procent azbestu a 10-20 procent kaučuku, stejně jako plniva a vulkanizační činidla. Má dobrou tepelnou odolnost, odolnost proti chladu a chemickou stabilitu, je bohatý na dodávky a je levný. Při použití nemusí být přítlačná síla příliš velká. Protože může přilnout ke kovu, je nejlepší pokrýt povrch vrstvou grafitového prášku, aby se zabránilo pracnému odstraňování.
K dispozici jsou čtyři barvy azbestové pryže: šedá, používaná pro nízký tlak (značka XB-200, tlaková odolnost menší nebo rovna 16 kg/cm2, teplotní odolnost 200 stupňů); červená, používá se pro střední tlak (značka XB-350, tlaková odolnost do 40kg/cm2, teplotní odolnost 350 stupňů); fialová, používá se pro vysoký tlak (třída XB-450, tlaková odolnost 100 kg/cm2 teplotní odolnost 450 stupňů); zelená, používá se na olej, odolnost vůči tlaku je také velmi dobrá.
(6) Kovový plochý topný kroužek: olovo, teplotní odolnost 100 stupňů; hliník 430 stupňů; měď 315 stupňů; nízkouhlíková ocel 550 stupňů; stříbro 650 stupňů; nikl 810 stupňů; Slitina Monel (nikl-měď) 810 stupňů, nerezová ocel 870 stupňů. Mezi nimi má olovo špatnou tlakovou odolnost, hliník snese 64 kg/cm2 a jiné materiály snesou vysoký tlak.
(7) Kovové anizotropní podložky:
Těsnění čočky: Má samoutahovací účinek a používá se pro vysokotlaké ventily.
Oválné podložky: patří také mezi vysokotlaké samostahovací podložky.
Dvojité kuželové těsnění: používá se pro vysokotlaké vnitřní samoutahovací těsnění.
Kromě toho existují čtverec, kosočtverec, trojúhelník, tvar zubu, rybinový tvar, tvar B, tvar C atd., které se obecně používají pouze ve vysokotlakých a středotlakých ventilech.
(8) Kovové těsnění: Kov má dobrou odolnost vůči teplotě a tlaku a dobrou elasticitu. Mezi materiály předkožky patří hliník, měď, nízkouhlíková ocel, nerezová ocel, slitina Monel atd. Mezi výplňové materiály uvnitř patří azbest, polytetrafluorethylen, skleněné vlákno atd.
(9) Vlnová podložka: Má vlastnosti malé lisovací síly a dobrého těsnícího účinku. Často se používá ve formě kombinace kovu a nekovu.
(10) Vinuté těsnění: Jedná se o tenký kovový proužek a nekovový proužek, které jsou spolu pevně spojeny a stočeny do vícevrstvého kruhu. Sekce je zvlněná a má dobrou elasticitu a těsnost. Kovový pás může být vyroben z oceli 08, 0Cr13, 1Cr13, 2Cr13, 1Cr18Ni9Ti, mědi, hliníku, titanu, slitiny Monel atd. Mezi nekovové materiály pásů patří azbest, polytetrafluorethylen atd.
Výše jsou při popisu výkonu těsnících těsnění uvedeny některé údaje. Je třeba poznamenat, že tato čísla úzce souvisí s tvarem příruby, podmínkami média a technikami instalace a oprav. Někdy je lze překročit a někdy je nelze dosáhnout. Navíc se také vzájemně transformují vlastnosti odolnosti vůči tlaku a teplotě. Například čím vyšší teplota, tím vyšší odpor. Tlaková schopnost je často snížena a tyto jemné problémy lze realizovat pouze v praxi.
2) Nové materiály a technologie
Výše uvedená těsnicí těsnění nejsou komplexní a technologie těsnění se rychle vyvíjí. Následující příklady představují několik nových materiálů a nových technologií.
(1) Tekuté těsnění: S rychlým rozvojem průmyslu polymerní organické syntézy se objevily tekuté tmely pro statické těsnění; tato nová technologie se obvykle nazývá tekuté těsnění. Principem tekutého těsnění je využití přilnavosti, tekutosti a monomolekulárního filmového efektu tekutého tmelu (čím tenčí film, tím větší přirozená tendence k zotavení), a aby fungoval jako těsnění pod vhodným tlakem. Proto se použitý tmel také nazývá tekuté těsnění.
(2) Těsnění suroviny PTFE: PTFE je také vysokomolekulární organická sloučenina. Před sintrováním do výrobku se nazývá surovina. Má jemnou texturu a má efekt monomolekulárního filmu. Páska vyrobená ze suroviny se nazývá surovinová páska, kterou lze srolovat do kotouče pro dlouhodobé skladování. Během používání se může volně tvarovat a jakýkoli spoj, pokud je tlak, vytvoří membránu ve tvaru prstence, která rovnoměrně působí jako těsnění. Jako těsnění mezi tělem ventilu a krytem ventilu ve ventilu může být vypáčením otevřena mezera a nacpána do pásu suroviny bez vyjmutí disku nebo brány. Přítlačná síla je malá, nelepí se na ruce, nelepí se na povrch příruby a je velmi pohodlné vyměnit. Nejlépe se hodí pro příruby s perem a drážkou. Suroviny z PTFE mohou být také vyrobeny do trubek a tyčí pro těsnění.
(3) Kovový dutý O-kroužek: dobrá elasticita, malá přítlačná síla a samoutahovací účinek. Mohou být použity různé kovové materiály, takže se může přizpůsobit nízké teplotě, vysoké teplotě a silnému korozivnímu médiu.
(4) Těsnící kroužek grafitové desky: V myslích lidí je grafit křehká látka, která postrádá pružnost a houževnatost, ale grafit, který byl speciálně upraven, má měkkou texturu a má dobrou elasticitu. Tímto způsobem lze v materiálu těsnění zobrazit tepelnou odolnost a chemickou stabilitu grafitu; těsnění má navíc malou kompresní sílu a vynikající těsnící účinek. Z tohoto grafitu lze také vyrobit pás, který lze zkombinovat s kovovým pásem a vytvořit tak vinuté těsnění s vynikajícím výkonem. Objevení se těsnících kroužků z grafitových desek a těsnění vinutých grafitovým----kovem je hlavním průlomem v těsnění odolném proti vysoké teplotě. Tento typ těsnění byl vyráběn a používán ve velkém množství v zahraničí.
