Uszczelnienia mechaniczne

Profesjonalny producent uszczelek mechanicznych Yiwu Great Seal Rubber Products Company

Uszczelnienia mechaniczne pracujące w ciekłym medium generalnie polegają na warstwie cieczy utworzonej przez ciekłe medium pomiędzy powierzchniami ciernymi ruchomych i nieruchomych pierścieni do smarowania. Dlatego konieczne jest utrzymanie filmu cieczy pomiędzy powierzchniami ciernymi, aby zapewnić stabilną pracę uszczelnienia mechanicznego i przedłużyć jego żywotność.

W zależności od różnych warunków tarcie między dynamicznymi i statycznymi pierścieniami uszczelnienia mechanicznego będzie następujące:

(1) tarcie suche:

Żadna ciecz nie dostaje się do ślizgowej powierzchni ciernej, więc nie ma warstwy cieczy, tylko pył, warstwa tlenków i zaadsorbowane cząsteczki gazu. Kiedy ruchome i statyczne pierścienie pracują, w rezultacie powierzchnia cierna nagrzewa się i zużywa, powodując wycieki.

(2) Smarowanie graniczne:

Gdy ciśnienie pomiędzy ruchomymi i nieruchomymi pierścieniami wzrośnie lub zdolność cieczy do tworzenia warstwy cieczy na powierzchni ciernej będzie słaba, ciecz zostanie wyciśnięta ze szczeliny. Ponieważ powierzchnia nie jest całkowicie płaska, ale nierówna, w wybrzuszeniu występuje zużycie kontaktowe, podczas gdy właściwości smarne cieczy są utrzymywane we wgłębieniu, co skutkuje smarowaniem granicznym. Zużycie i ciepło smarowania granicznego jest umiarkowane.

(3) Smarowanie półpłynne:

W zagłębieniu powierzchni ślizgowej znajduje się ciecz, a między powierzchniami styku utrzymuje się cienka warstewka cieczy, dzięki czemu warunki ogrzewania i zużycia są dobre. Ponieważ warstewka cieczy pomiędzy ruchomym i nieruchomym pierścieniem ma napięcie powierzchniowe na swoim wylocie, wyciek cieczy jest ograniczony.

(4) Pełne smarowanie cieczą:

Kiedy ciśnienie pomiędzy ruchomymi i statycznymi pierścieniami jest niewystarczające, a szczelina wzrasta, film cieczy gęstnieje i nie ma w tym momencie stałego kontaktu, więc nie ma zjawiska tarcia. Jednak w tym przypadku szczelina między ruchomym pierścieniem a statycznym pierścieniem jest duża, więc nie można uzyskać efektu uszczelnienia, a przeciek jest poważny. Taka sytuacja jest generalnie niedopuszczalna w praktycznym zastosowaniu (z wyjątkiem mechanicznego uszczelnienia kontrolowanej membrany).

Większość warunków pracy pomiędzy dynamicznymi i statycznymi pierścieniami uszczelnienia mechanicznego to smarowanie graniczne i smarowanie półpłynne, a smarowanie półpłynne pozwala uzyskać najlepszy efekt uszczelniający pod warunkiem minimalnego współczynnika tarcia, czyli zadowalającego zużycia i ciepła Pokolenie.

Aby uszczelnienie mechaniczne działało w dobrych warunkach smarowania, należy kompleksowo rozważyć czynniki takie jak charakterystyka medium, ciśnienie, temperatura i prędkość poślizgu. Jednak dobór odpowiedniego ciśnienia pomiędzy pierścieniami ruchomymi i statycznymi, rozsądna struktura smarowania oraz poprawa jakości powierzchni ciernej pierścieni ruchomych i statycznych są również ważnymi czynnikami zapewniającymi efektywną pracę uszczelnienia.

Kilka struktur wzmacniających smarowanie

1. Mimośrodowość powierzchni czołowej:

Ogólnie rzecz biorąc, w przypadku uszczelnień mechanicznych środek ruchomego pierścienia, środek stacjonarnego pierścienia i środkowa linia wału znajdują się w linii prostej. Jeżeli środek powierzchni czołowej jednego z pierścieni ruchomych lub pierścienia stacjonarnego jest odsunięty od linii środkowej wału o pewną odległość, płyn smarujący może być w sposób ciągły doprowadzany do powierzchni ślizgowej, gdy pierścień obraca się w celu smarowania.

Należy zwrócić uwagę, że rozmiar mimośrodu nie powinien być zbyt duży, zwłaszcza w przypadku wysokiego ciśnienia, mimośrodowość spowoduje nierównomierny nacisk na powierzchnię czołową i nierównomierne zużycie. W przypadku uszczelnień szybkobieżnych nie zaleca się stosowania pierścienia ruchomego jako pierścienia mimośrodowego, w przeciwnym razie maszyna będzie wibrować z powodu równowagi siły odśrodkowej.

2. Dłutowanie powierzchni czołowej:

W maszynach wysokociśnieniowych i szybkoobrotowych trudno jest utrzymać płynny film między powierzchniami ciernymi, który jest często niszczony przez ciepło tarcia wytwarzane przez wysokie ciśnienie i dużą prędkość. W takim przypadku bardzo skuteczne jest zastosowanie rowkowania w celu wzmocnienia smarowania. Zarówno pierścień ruchomy, jak i pierścień statyczny mogą być szczelinowe, które są zwykle wykonane z materiałów odpornych na zużycie. Pierścień ruchomy i pierścień stacjonarny nie powinny być jednocześnie szczelinowane, ponieważ zmniejszy to efekt smarowania. Aby w jak największym stopniu zapobiec przedostawaniu się brudu lub resztek zużycia na powierzchnię cierną oraz uszczelnić ciecz przepływającą w kierunku siły odśrodkowej (typ wypływu), rowek na pierścieniu statycznym powinien być otwarty, aby zapobiec przedostawaniu się brudu do powierzchnia cierna działająca na siłę odśrodkową. Wręcz przeciwnie, gdy ciecz przepływa wbrew sile odśrodkowej (przepływ do wewnątrz), rowek na ruchomym pierścieniu powinien być otwarty, a siła odśrodkowa jest pomocna w wyrzucaniu brudu z rowka.

Małe rowki na powierzchni ciernej mają kształt prostokątny, klinowy lub inny. Rowek nie powinien być zbyt duży ani zbyt głęboki, w przeciwnym razie wyciek wzrośnie.

3. Smarowanie statyczne:

Tzw. Smarowanie hydrostatyczne polega na bezpośrednim wprowadzaniu cieczy smarującej pod ciśnieniem do powierzchni ciernej w celu jej smarowania. Wprowadzona ciecz smarująca jest dostarczana przez oddzielne źródło cieczy, takie jak pompa hydrauliczna. W przypadku tego płynu smarującego pod ciśnieniem ciśnienie płynu w maszynie jest przeciwstawne. Ta forma jest zwykle nazywana uszczelnieniem hydrostatycznym.

Należy podjąć środki w celu ustalenia smarowania warstewką gazową dla uszczelnienia mechanicznego medium gazowego, takie jak zastosowanie uszczelnienia mechanicznego z warstwą gazu o kontrolowanym ciśnieniu statycznym lub smarowanie stałe, to znaczy użycie materiału samosmarującego jako pierścienia uruchamiającego lub pierścienia statycznego. O ile pozwalają na to warunki, stan medium gazowego powinien być jak najbardziej zmieniony na stan ciekły, co jest dogodne do smarowania i uszczelniania.