Задумывались ли вы когда-нибудь, насколько важны механические уплотнения для предотвращения утечек и обеспечения бесперебойной работы оборудования? В этой статье блога мы погрузимся в мир механических уплотнений, изучим их компоненты, принципы работы и советы по обслуживанию. Как опытный инженер-механик, я поделюсь с вами ценными сведениями, которые помогут вам понять и оценить этих невоспетых героев промышленного мира. Приготовьтесь открыть для себя секреты, скрывающиеся за этими важнейшими устройствами!
Утечки остаются распространенной проблемой в механических системах, обусловленной в основном двумя основными причинами. Во-первых, производственные процессы неизбежно вносят несовершенство поверхности и отклонения размеров в механические компоненты, что приводит к неизбежным зазорам в местах сопряжения деталей. Во-вторых, перепады давления между герметичными областями прогоняют рабочую среду через эти зазоры.
Уменьшение или устранение этих зазоров имеет решающее значение для эффективного предотвращения утечек. Механизмы уплотнения служат для устранения зазоров между сопрягаемыми поверхностями, тем самым изолируя или перекрывая потенциальные пути утечки. Эти механизмы работают за счет увеличения сопротивления в каналах утечки или за счет встроенных устройств преобразования микроэнергии. Эти устройства создают локальное давление, противодействующее или полностью нейтрализующее разность давлений, вызывающую утечку, обеспечивая тем самым целостность системы.
Передовые решения для герметизации используют различные стратегии для повышения эффективности:
Основные компоненты механического уплотнения включают в себя:
1) стационарное кольцо
2) вращающееся кольцо
3) сальник
4) Воротник
5) пружина
6) фиксирующее кольцо
7) втулка вала
8) Уплотнительное кольцо для вращающегося кольца
9) Уплотнительное кольцо для неподвижного кольца
Механическое уплотнение - важнейшая технология в системах удержания жидкости, предназначенная для предотвращения утечек во вращающемся оборудовании. Оно состоит как минимум из одной пары прецизионных торцевых поверхностей, расположенных перпендикулярно оси вращения. Эти торцы находятся в тесном контакте и совершают относительное скользящее движение под совместным воздействием давления жидкости и упругости компенсационного механизма (или магнитной силы).
Основой механического уплотнения является уплотнительная поверхность, где две высокополированные поверхности - одна неподвижная, а другая вращающаяся - создают микроскопический зазор, позволяющий контролировать образование пленки жидкости и минимизировать утечку. Это динамическое уплотнение достигается за счет тонкого баланса гидравлической нагрузки, силы пружины и свойств материала.
Вспомогательные уплотнительные компоненты, такие как уплотнительные кольца или прокладки, дополняют основную функцию уплотнения, предотвращая утечку через статические соединения. Специализированный вариант, известный как сильфонное механическое уплотнение, включает в себя гибкий металлический или эластомерный сильфон в качестве вторичного уплотнительного элемента и пружинного механизма. Такая конструкция дает преимущества в плане экономии осевого пространства, снижения трения и улучшения химической совместимости в некоторых областях применения.
Эффективность механических уплотнений зависит от различных факторов, в том числе:
Усовершенствованные механические уплотнения могут включать в себя дополнительные функции, такие как возможность двунаправленного вращения, самоцентрирующиеся механизмы или встроенные системы охлаждения для повышения производительности и надежности в широком диапазоне промышленных применений.
Механические уплотнения - важнейшие компоненты вращающегося оборудования, предназначенные для предотвращения утечек и поддержания целостности системы. Они состоят из четырех основных элементов:
a. Уделите большое внимание тому, чтобы избежать отклонений в процессе установки.
(1) Затяжная крышка должна быть установлена после выравнивания с муфтой, а болты должны быть равномерно затянуты, чтобы предотвратить отклонение торцевой поверхности крышки. Проверьте каждую точку с помощью калибра, погрешность не должна превышать 0,05 мм.
(2) Проверьте зазор (т.е. концентричность) между затяжной крышкой и наружным диаметром вала или втулки вала, он должен быть равномерным со всех сторон. Проверьте каждую точку с помощью калибра-пробки, допустимое отклонение не должно превышать 0,01 мм.
b. Величина сжатия пружины должна быть выполнена в соответствии с указанными требованиями, не допускается превышение или занижение размеров. Погрешность должна быть в пределах 2,00 мм. Превышение размера приведет к увеличению коэффициента давления на торцевую поверхность и ускорит износ торцевой поверхности. Занижение размера приведет к недостаточному коэффициенту давления и не позволит достичь эффекта уплотнения.
c. После установки подвижного кольца убедитесь, что оно может гибко перемещаться по валу. Подвижное кольцо должно прижиматься к пружине и автоматически отскакивать.
a. При разборке механического уплотнения следует обращаться с ним осторожно, категорически запрещается использовать молотки и плоские зубила во избежание повреждения компонентов уплотнения. Для извлечения уплотнительного устройства можно использовать два крючка из стальной проволоки, которые вставляются в зазор седла трансмиссии в положительном и отрицательном направлении. В случае затруднений при демонтаже, вызванных загрязнением, очистите его перед разборкой.
b. Если механическое уплотнение используется на обоих концах насоса, позаботьтесь об обоих концах в процессе сборки и разборки, чтобы не пренебречь ни одним из них.
c. Для механических уплотнений, которые были в эксплуатации, если затягивающая крышка ослаблена, что приводит к перемещению уплотнения, необходимо заменить подвижные и неподвижные кольцевые части вместо затягивания и дальнейшего использования.
(1) Проведите комплексную проверку механического уплотнения, вспомогательных устройств и прокладки трубопровода, чтобы убедиться в их полноте и соответствии техническим требованиям.
(2) Перед запуском механического уплотнения проведите испытание статическим давлением, чтобы проверить, нет ли утечек. Если утечка значительная, выясните причину и устраните ее. Если он по-прежнему неэффективен, разберите и проверьте его, а затем установите заново. Как правило, испытательное статическое давление составляет 2~3 кг/кв. см.
(3) Поверните муфту в направлении насоса и проверьте, свободна ли она и ровно ли стоит. Если муфта застряла или не двигается, проверьте, не ошибся ли монтажный размер или не ошибся ли монтаж.
(1) Перед запуском убедитесь, что камера уплотнения заполнена жидкостью. Для транспортировки затвердевших сред следует использовать пар для нагрева камеры уплотнения, чтобы расплавить среду. Перед запуском муфты должны быть повернуты, чтобы предотвратить внезапный запуск и разрушение мягкого кольца.
(2) При механическом уплотнении с использованием внешней системы масляного уплотнения насоса, сначала следует запустить систему масляного уплотнения. После остановки насоса остановите систему масляного уплотнения.
(3) После прекращения работы насоса горячего масла не следует сразу же прекращать подачу охлаждающей воды в камеру уплотнения и торцевое уплотнение. Когда температура масла в месте торцевого уплотнения опускается ниже 80 градусов, подачу охлаждающей воды можно прекратить, чтобы предотвратить повреждение уплотнительных деталей.
(1) Если после запуска насоса наблюдается небольшая утечка, понаблюдайте за ней в течение некоторого времени. Если утечка не уменьшается после непрерывной работы в течение 4 часов, остановите насос для проверки.
(2) Рабочее давление насоса должно быть стабильным, а колебания давления не должны превышать 1 кг/кв. см.
(3) Во время работы необходимо избегать кавитации, чтобы предотвратить сухое трение торцов и повреждение уплотнения.
(4) Необходимо регулярно проверять состояние уплотнения. Во время работы, если утечка превышает норму, тяжелое масло не должно превышать пяти капель в минуту, а легкое масло не должно превышать 10 капель в минуту. Если в течение 2-3 дней не наблюдается улучшения, остановите насос и проверьте уплотнительное устройство.
Типовая конструкция обычно состоит из вращающегося кольца, неподвижного кольца, вращающегося уплотнения, неподвижного уплотнения, пружины, седла пружины, крепежных болтов, штифта против вращения и т.д.
При работе торцевого уплотнения осевое усилие, вызванное давлением уплотняемой жидкости и силой упругого элемента, заставляет вращающееся и неподвижное кольца прилегать и перемещаться относительно друг друга.
Благодаря плотному прилеганию двух уплотнительных торцевых поверхностей между ними образуется небольшой зазор (уплотнительная поверхность). Когда среда под давлением проходит через этот зазор, образуется очень тонкая жидкая пленка, создающая сопротивление, предотвращающая утечку среды и смазывающая торцевую поверхность, что позволяет достичь долгосрочного эффекта герметизации.
(1) В соответствии с герметичным хозяином: механические уплотнения для насосов, реакторов, компрессоров и т.д.;
(2) В соответствии с различными рабочими параметрами, они делятся на высокотемпературные, среднетемпературные, низкотемпературные, высокого давления, среднего давления, низкого давления, высокоскоростные, тяжелые и т.д.;
(3) По форме конструкции они делятся на сбалансированные и несбалансированные, односторонние и двухсторонние механические уплотнения.
(1) Подготовка
① Проверьте, есть ли радиальное биение, шероховатость поверхностиДопуск на наружный диаметр, осевое смещение вала и втулки соответствуют требованиям точности;
② Проверьте, соответствуют ли модель и технические характеристики механического уплотнения требованиям. Все ли детали целы, соответствует ли размер уплотнительного кольца, гладкие и ровные ли поверхности вращающегося и неподвижного колец. При наличии дефектов их необходимо заменить или отремонтировать.
③ Очистите детали механического уплотнения чистым бензином, а затем вытрите их насухо, обращая внимание на защиту уплотнительной поверхности;
④ При установке механического уплотнения сначала определите рабочую длину пружины по инструкции, а затем с помощью штангенциркуля измерьте свободную длину пружины, чтобы получить величину сжатия. При установке отклонение величины сжатия пружины должно составлять не более 1 мм.
(2) Инспекция и измерение
① Подвижность поворотного кольца требует, чтобы между ним и валом был определенный зазор, который должен составлять от 0,3 до 0,7 мм.
② Является ли неподвижное кольцо эксцентричным. В механических уплотнениях для насосов неподвижное кольцо (седло пружины) и вал имеют скользящую посадку, и зазор очень мал. Если зазор велик, неподвижное кольцо будет эксцентричным, и неравномерное усилие пружины, действующее на уплотнительную поверхность, приведет к утечкам или разрушению уплотнения.
③ Проверьте посадку между уплотнительными поверхностями поворотного и неподвижного колец. При проверке используйте квадрат 90°, чтобы измерить отклонение уплотнительной поверхности от осевой линии вала.
(3) Установка
Сначала соберите компоненты вращающегося компонента и неподвижного кольцевого компонента и предварительно нагрузите пружину. Затем установите вращающееся кольцо на вал, а неподвижное кольцо - в нажимную крышку. Сначала измерьте расстояние от уплотнительной торцевой поверхности вращающегося кольца до торцевой поверхности уплотнительной полости и расстояние от уплотнительной поверхности неподвижного кольца до торцевой поверхности крышки. Разница между этими двумя значениями - величина предварительного натяжения пружины механического уплотнения, и подшипник собран. Величина сжатия регулируется в соответствии с техническими требованиями и измеренной величиной сжатия, и нажимная крышка затягивается.
В процессе установки сохраняйте чистоту и целостность уплотнения и не используйте инструменты для постукивания по уплотнительным элементам, чтобы избежать повреждения уплотнения. После установки торцевого уплотнения на вал надавите на вращающееся кольцо рукой, чтобы оно стало упругим и гладким, затем добавьте немного моторного масла на уплотнительную поверхность и равномерно затяните торцевую крышку, не отжимая ее.
(4) Инспекция и испытание давлением
После установки ротор должен работать гибко и обладать определенной степенью эластичности. Механические уплотнения для важного оборудования должны проходить статические и динамические испытания давлением. После прохождения испытаний они могут быть введены в официальную эксплуатацию.
(1) Меры предосторожности перед запуском: Проверьте правильность установки вспомогательного оборудования и системы охлаждения; очистите трубопровод, чтобы предотвратить попадание ржавчины и загрязнений в уплотнительную полость; поверните муфту вручную, чтобы проверить плавность хода вала. Если он очень тяжелый, проверьте правильность сопрягаемых размеров, выясните причину и устраните неисправность.
(2) Пробная эксплуатация и нормальная работа: Сначала запустите систему жидкостного уплотнения и систему охлаждающей воды, чтобы заполнить уплотнительную полость средой, а затем запустите главное уплотнение для пробной эксплуатации. Если в начале обнаруживается небольшая утечка, но через 1-3 часа она постепенно уменьшается, это нормальный процесс обкатки. Если утечка не уменьшается, остановитесь для проверки; если механическое уплотнение перегревается или дымится, это обычно связано с чрезмерным давлением пружины, и давление пружины должно быть соответствующим образом уменьшено. После того, как пробный запуск будет завершен, можно приступать к нормальной эксплуатации в рабочих условиях. Процесс повышения температуры и давления должен быть медленным, внимательно следите за тем, не происходят ли аномальные явления.
Сначала остановите главный двигатель, затем вспомогательные системы и системы охлаждения воды. Если время остановки велико, опорожните среду в главном двигателе.
(1) Обращайте внимание на то, не расшатаны ли и не протекают ли сами компоненты механического уплотнения, нет ли выделения тепла и ненормальных звуков из-за попадания примесей на торцевую поверхность уплотнения; предотвращайте сухое трение; для оборудования с периодическим режимом работы обращайте внимание на кристаллизацию, образующуюся в сухой среде, или на снижение температуры во время остановки. При запуске примите меры, такие как нагрев или промывка, чтобы предотвратить появление царапин на торцевой поверхности.
(2) Проверьте, правильно ли работают вспомогательные устройства и приборы, такие как промывка и охлаждение;
(3) Обратите внимание на наличие аномальных явлений во время работа машиныНапример, вибрация или повреждение подшипника, что повлияет на использование механического уплотнения.
(1) Требования к демонтажным работам:
① Перед разборкой ознакомьтесь с соответствующими данными, чертежами, типами и конструкциями механических уплотнений;
② Хорошо подготовьтесь, подготовьте необходимые средства и инструменты, а также обеспечьте безопасность;
③ Разберите по порядку и пометьте для удобства сборки; наблюдайте во время разборки, проанализируйте и найдите причину утечки;
④ После демонтажа старых деталей их следует хранить в течение определенного времени перед обработкой. Если данные отсутствуют или неполны, новые детали могут быть получены в соответствии с материалом и техническими характеристиками старой детали.
(2) Метод капитального ремонта:
① При сильном износе или появлении трещин на поверхностях вращающихся и неподвижных колец замените их новыми. Незначительные царапины можно зашлифовать; проверьте отклонение торцевых поверхностей вращающихся и неподвижных колец от осевой линии вала. Если оно превышает 0,05 мм, его следует отрегулировать или отремонтировать;
② Если кольца и пружины вспомогательного уплотнения повреждены, замените их новыми; при выборе пружин выбирайте те, которые параллельны торцевой поверхности и перпендикулярны осевой линии, с одинаковой свободной высотой и деформацией;
③ Отрегулируйте осевое смещение в указанном диапазоне;
④ Проверьте, не изношен ли вал или втулка. При наличии износа своевременно выполните ремонт сваркой, термообработкой и механической обработкой.
Как основатель MachineMFG, я посвятил более десяти лет своей карьеры металлообрабатывающей промышленности. Мой обширный опыт позволил мне стать экспертом в области производства листового металла, механической обработки, машиностроения и станков для обработки металлов. Я постоянно думаю, читаю и пишу об этих предметах, постоянно стремясь оставаться на переднем крае своей области. Позвольте моим знаниям и опыту стать преимуществом для вашего бизнеса.
RU 
EN 
AR 
DE 
ES 
FR 
ID 
IT 
JA 
NL 
PT 
PT_BR 
KO 
TR