Johdatus mekaanisiin tiivisteisiin
Mekaaniset tiivisteet ovat yksi tarkkojen ja monimutkaisten rakenteiden koneiden peruskomponenteista, ja ne ovat avainkomponentteja erilaisissa pumppuissa, reaktio-synteesikattiloissa, turbokompressoreissa, uppomoottoreissa ja muissa laitteissa. Sen tiivistyskyky ja käyttöikä riippuvat monista tekijöistä, kuten tyypin valinnasta, koneen tarkkuudesta, oikeasta asennuksesta ja käytöstä jne.
Perustiedot mekaanisista tiivisteistä
1. Mekaanisen tiivisteen peruskäsite:
Mekaanisella tiivisteellä tarkoitetaan laitetta, joka estää nesteen vuotamisen vähintään yhdellä pyörimisakseliin nähden kohtisuorassa olevalla päätyparilla nesteen paineen ja kompensointimekanismin kimmovoiman (tai magneettisen voiman) vaikutuksesta sekä apuvälineiden yhteistoiminnasta. tiivisteet pitämään kunnossa ja liukumaan toisiinsa nähden. Tasausrenkaan aputiiviste on metallipalke, jota kutsutaan paljemekaaniseksi tiivisteeksi.
2. Mekaanisen tiivisteen koostumus:
Komponentteja on pääasiassa neljää seuraavaa tyyppiä. a. Päätiivisteet: liikkuva rengas ja staattinen rengas. b. Aputiiviste: tiivisterengas. c. Puristusosat: jousi, työntörengas. d. Vaihteiston osat: jousialustan istuin ja avain tai kiinnitysruuvi
pitäisi kiinnittää huomiota ongelmaan
1. Huomiota vaativat asiat asennuksen aikana
a. Kiinnitä erityistä huomiota välttääksesi asennuksen poikkeamia asennuksen aikana
(1) Laippa on kiristettävä sen jälkeen, kun kytkin on kohdistettu. Pultit on tuettava tasaisesti, jotta estetään tiivisteen päätypinnan taipuminen. Tarkista jokainen piste rakotulkilla, eikä virhe saa ylittää 0,05 mm.
(2) Tarkista sovitusvälys (eli samankeskisyys) tiivisteen ja akselin tai holkin ulkohalkaisijan välillä ja varmista, että se on tasainen. Tarkista rakotulkilla, että kunkin pisteen toleranssi ei ole suurempi kuin 0,01 mm.
b. Jousen puristusmäärä tulee suorittaa määräysten mukaisesti. Se ei saa olla liian suuri tai liian pieni, ja virheen on oltava 2.00 mm. Jos se on liian suuri, päätypinnan ominaispaine kasvaa ja päätypinta kuluu nopeammin. Liian pieni johtaa riittämättömään ominaispaineeseen eikä sillä voi olla tiivistystehtävää.
c. Liikkuvan renkaan asennuksen jälkeen varmista, että se liikkuu joustavasti akselilla ja sen tulee ponnahtaa takaisin automaattisesti, kun liikerengas on painettu jousta vasten.
2. Varotoimet purkamisen yhteydessä
a. Ole varovainen, kun irrotat mekaanista tiivistettä. Käsivasaroiden ja lapioiden käyttö on ehdottomasti kiellettyä, jotta tiivisteosat eivät vahingoitu. Teräslankakoukkuparilla voidaan ulottaa ajoistuimen rakoon omarahoitussuunnassa tiivistyslaitteen irrottamiseksi. Jos vaakaa ei voi purkaa, se tulee puhdistaa ennen purkamista.
b. Jos pumpun molemmissa päissä käytetään mekaanisia tiivisteitä, niiden tulee pitää huolta toisistaan asennuksen ja purkamisen aikana, jotta toinen ei menetä toista.
c. Käytössä olleen mekaanisen tiivisteen tiiviste on löysällä ja tiiviste liikkuu, dynaamiset ja staattiset rengasosat on vaihdettava, eikä sitä saa kiristää uudelleen käytön jatkamiseksi. Koska tällaisen liikkeen jälkeen kitkaparin alkuperäinen juoksurata muuttuu ja kosketuspinnan tiiviste vaurioituu helposti.
Mekaanisten tiivisteiden oikea käyttö ja huolto
1. Valmistelut ja huomiota vaativat asiat ennen aloittamista
a. Tarkasta kattavasti mekaaninen tiiviste ja onko apulaitteiden ja putkistojen asennus valmis ja täyttääkö se tekniset vaatimukset.
b. Suorita staattinen painetesti ennen mekaanisen tiivisteen käynnistämistä tarkistaaksesi, onko mekaanisessa tiivisteessä vuotoja. Jos vuotoja on paljon, selvitä syy ja yritä poistaa se. Jos se on edelleen virheellinen, se on purettava tarkastusta varten ja asennettava uudelleen. Yleensä staattisen paineen testipaine on 2–3 kg/cm2.
c. Paina pumpun ohjauspyörää tarkistaaksesi, onko se reipas ja tasainen. Jos pyöritys on vaikeaa tai ei liiku, kannattaa tarkistaa onko kokoonpanon koko väärä ja onko asennus järkevä.
2. Asennus ja sammutus
a. Ennen kuin aloitat, pidä suljettu ontelo täytettynä nesteellä. Kun kuljetetaan jähmettynyttä väliainetta, tiivistetyn ontelon lämmittämiseen tulee käyttää höyryä väliaineen sulattamiseksi. Autoa on käännettävä ennen käynnistystä, jotta pehmeä rengas ei katkea äkillisen käynnistyksen seurauksena.
b. Mekaanisissa tiivisteissä, joissa käytetään pumpun ulkoista öljytiivistejärjestelmää, öljytiivistejärjestelmä tulee aktivoida ensin. Pysäytä öljytiivistejärjestelmä viimeisenä pysäköinnin jälkeen.
c. Kun kuumaöljypumppu on poissa käytöstä, jäähdytysvettä öljytiivisteen ontelossa ja päätytiivisteessä ei voida pysäyttää välittömästi. Jäähdytysvesi tulee pysäyttää vasta, kun öljyn lämpötila päätytiivisteen kohdalla laskee alle 80 astetta, jotta tiivisteosat eivät vaurioidu.
3. Käyttö
a. Jos pumpun käynnistämisen jälkeen ilmenee pieni vuoto, sitä on tarkkailtava jonkin aikaa. Jos vuoto ei vähene 4 tunnin jatkuvan käytön jälkeen, pumppu on pysäytettävä tarkastusta varten.
b. Pumpun käyttöpaineen tulee olla vakaa, eikä paineen vaihtelu saa ylittää 1 kg/cm2.
c. Kun pumppu on käynnissä, vältä pumppaamista ulos, jotta vältytään tiivistepinnan kuivakitkalta ja tiivisteen vaurioitumiselta.
d. Tiivistyksen kunto tulee tarkistaa usein. Käytön aikana, kun vuoto ylittää standardin, raskasöljy on enintään 5 tippaa/min ja kevyt öljy enintään 10/min. Jos parannusta ei tapahdu 2-3 päivän kuluessa, pysäytä pumppu ja tarkista tiiviste.
"Sinetöinnillä" on pitkä kehityshistoria maassamme. Muinaiset käyttivät puuvillaa, hamppua ja muita kuituja vedennostolaitteiden sinettien valmistukseen, kun taas ulkomailla pakkausta käytettiin vasta vuonna 1782. Tiivistyksen merkitystä ei tässä mainita. On olemassa tieteenala nimeltä "Sinetöintitiede", joka tutkii tiivistyksen lakeja, tiivistyslaitteiden suunnittelutekniikkaa ja sovellettavia tieteellisiä periaatteita. Tutkimuslaitoksilla on myös tiivistetieteen tutkimiseen omistettuja ammatillisia kursseja. Maassamme on tietääkseni toistaiseksi nestemekaniikka ja hydraulinen voimansiirto ja muut kurssit, mutta tiivistykseen erikoistunutta "tiivistejärjestelmää" ei ole, joten tutkimustasomme on vielä kaukana ulkomaista.
Tiivisteiden suunnittelussa on monia ammattialoja, materiaalien ja mekaniikan lisäksi myös mekaniikkaa (mukaan lukien nestemekaniikka, rajakerrosteoria jne.), tribologiaa, automaattiohjausta jne. Siksi tiivistyksen kannalta tutkimuksen vaikeus on suhteellisen suuria. Kotimaisen tiivisteteollisuuden taso, olen henkilökohtaisesti sitä mieltä, että ulkomaihin verrattuna eron pitäisi olla vähintään 50 vuotta.
Tietoja tiivistysperiaatteesta
Jos haluat oppia tiivistämisen, sinun on ensin ymmärrettävä vuodot. Kun ymmärrät vuodon periaatteen, sinulla on vastaava tiivistysmekanismi. Vuotoja on kolmenlaisia -
Yksi on vuoto, eli vuoto tiivistyspintojen rakojen välillä
Toinen on vuoto, eli suljetun nesteen vuoto tiivistemateriaalin kapillaarin läpi
Kolmas on diffuusio, joka viittaa materiaalin siirtoon, joka tapahtuu, kun tiivistysaine kulkee materiaalin raon tai kapillaarin läpi pitoisuuseron vaikutuksesta.
Tietoja tiivistysmenetelmästä
Sulkemistapoja on suunnilleen useita --
1. Minimoi suljettujen osien määrä
2. Tukos ja eristäminen
3. Uutetaan tai ruiskutetaan
4. Lisää vuotovastusta
5. Lisää aktiiviset elementit kanavaan
6. Useiden tiivistysmenetelmien yhdistelmä
Yleiset tiivistyslomakkeet
Tiivisteet, tiivistetiivisteet, mekaaniset tiivisteet, kosketuksettomat tiivisteet ja ruiskutuspainetulpat ovat yleisiä tiivistysmuotoja. Näistä tiivistetiivistettä tulee pitää yleisimpana, ja se sisältää myös pehmeän tiivisteen, kovatiivisteen ja muodostetun tiivistetiivisteen. Muotoillut tiivistetiivisteet sisältävät yleiset O-renkaat, Y-renkaat, öljytiivisteet ja paljon muuta. Kosketuksettomat tiivisteet sisältävät rakotiivisteet, labyrinttitiivisteet, kelluvat tiivisteet, dynaamiset tiivisteet, magneettiset nestetiivisteet ja hermeettiset tiivisteet.
Yleisten tiivisteiden{0}}ominaisuudet sekä uudet materiaalit ja tekniikat
1) Yleisesti käytetty tiivisteen suorituskyky
Venttiiliä käytettäessä alkuperäinen tiiviste vaihdetaan usein tilanteen mukaan. Yleisiä tiivisteitä ovat: kuminen litteä tiiviste, kumi O-rengas, muovinen litteä tiiviste, PTFE-pussin tiiviste, asbestikumitiiviste, metallinen litteä tiiviste, metallinen erikoismuotoinen tiiviste, metallinen esinahan tiiviste, aaltotiiviste, haavatiiviste jne.
(1) Kuminen litteä aluslevy: helppo muotoilla, helppo puristaa, mutta huono paine- ja lämpötilankestävyys, käytetään vain paikoissa, joissa on alhainen paine ja alhainen lämpötila. Luonnonkumilla on tietty hapon ja alkalin kestävyys, ja käyttölämpötila ei saa ylittää 60 astetta; neopreenikumi kestää myös tiettyjä happoja ja emäksiä, ja käyttölämpötila on 80 astetta; nitriilikumi on öljynkestävä ja sitä voidaan käyttää 80 asteeseen asti; Lämpötilan suorituskyky on myös tavallista kumia vahvempi, ja sitä voidaan käyttää 150 asteen väliaineessa.
(2) Kumi O-muotoinen aluslevy: poikkileikkauksen muoto on täydellinen ympyrä, ja sillä on tietty itsekiristyvä vaikutus. Tiivistysvaikutus on parempi kuin litteällä aluslevyllä, ja puristusvoima on pienempi.
(3) Muovinen litteä tiiviste: Muovin suurin ominaisuus on sen hyvä korroosionkestävyys, ja useimmilla muoveilla on huono lämmönkestävyys. PTFE on muovin kruunu. Sillä ei ole vain erinomainen korroosionkestävyys, vaan sillä on myös suhteellisen laaja lämpötila-alue. Sitä voidaan käyttää pitkään lämpötilassa -180 astetta plus 200 astetta.
(4) PTFE-päällystetty tiiviste: Jotta PTFE:n edut saataisiin täyteen välyksen ja kompensoimaan sen huono joustavuus, siitä tehdään tiiviste, joka on kääritty PTFE-kumilla tai asbestikumilla. Tällä tavalla sillä ei ole vain sama korroosionkestävyys kuin PTFE-tasalevyllä, vaan sillä on myös hyvä elastisuus, mikä parantaa tiivistysvaikutusta ja vähentää puristusvoimaa. Sen poikkileikkauksen muoto on esitetty kuvassa 4-20.
(5) Asbestikumitiiviste: leikattu asbestikumilevystä. Sen komponentit ovat 60-80 prosenttia asbestia ja 10-20 prosenttia kumia sekä täyteaineita ja vulkanointiaineita. Sillä on hyvä lämmönkestävyys, kylmänkestävyys ja kemiallinen stabiilisuus, ja sitä on runsaasti tarjolla ja hinta on halpa. Käytössä puristusvoiman ei tarvitse olla kovin suuri. Koska se voi tarttua metalliin, on parasta päällystää pinta grafiittijauheella, jotta vältytään työlältä poistamiselta.
Asbestikumilevyjä on neljää väriä: harmaa, käytetään matalapaineisiin (merkki XB-200, paineenkesto enintään 16 kg/cm2, lämpötilankesto 200 astetta); punainen, käytetään keskipaineessa (merkki XB-350, paineenkesto jopa 40 kg/cm2, lämpötilankesto 350 astetta ); violetti, käytetään korkeapaineisiin (luokka XB-450, paineenkesto 100kg/cm2 lämpötilankesto 450 astetta ); vihreä, käytetään öljyyn, paineenkestävyys on myös erittäin hyvä.
(6) Metalli litteä lämmitysrengas: lyijy, lämpötilankesto 100 astetta; alumiini 430 astetta; kupari 315 astetta; vähähiilinen teräs 550 astetta; hopea 650 astetta; nikkeli 810 astetta; Monel (nikkeli-kupari) seos 810 astetta, ruostumaton teräs 870 astetta. Niistä lyijyllä on huono paineenkesto, alumiini kestää 64 kg/cm2 ja muut materiaalit korkeaa painetta.
(7) Metalliset anisotrooppiset aluslevyt:
Linssin tiiviste: Sillä on itsekiristyvä vaikutus ja sitä käytetään korkeapaineventtiileissä.
Soikeat aluslevyt: kuuluvat myös korkeapaineisiin itsekiristyviin aluslevyihin.
Kaksinkertainen kartiotiiviste: käytetään korkeapaineiseen sisäiseen itsekiristyvään tiivisteeseen.
Lisäksi on neliö-, romb-, kolmio-, hampaan muotoisia, lohenpyrstömuotoja, B-muotoja, C-muotoja jne., joita käytetään yleensä vain korkea- ja keskipaineventtiileissä.
(8) Metallivaippainen tiiviste: Metallilla on hyvä lämpötila- ja paineenkesto ja hyvä elastisuus. Esinahkamateriaaleja ovat alumiini, kupari, vähähiilinen teräs, ruostumaton teräs, Monel-seos jne. Sisällä olevia täytemateriaaleja ovat asbesti, polytetrafluorieteeni, lasikuitu jne.
(9) Aaltoaluslevy: Sillä on pienen puristusvoiman ja hyvän tiivistysvaikutuksen ominaisuudet. Sitä käytetään usein metallin ja ei-metallin yhdistelmänä.
(10) Kierretiiviste: Se on ohut metallinauha ja ei-metallinen nauha, jotka on liimattu tiiviisti yhteen ja kierretty monikerroksiseksi ympyräksi. Osa on aaltoileva ja sillä on hyvä elastisuus ja tiiviys. Metallihihna voidaan valmistaa teräksestä 08, 0Cr13, 1Cr13, 2Cr13, 1Cr18Ni9Ti, kuparista, alumiinista, titaanista, Monel-seoksesta jne. Ei-metallisia nauhamateriaaleja ovat asbesti, polytetrafluorieteeni jne.
Yllä, kun kuvataan tiivisteiden suorituskykyä, on lueteltu joitain lukuja. On huomattava, että nämä luvut liittyvät läheisesti laipan muotoon, keskiolosuhteisiin sekä asennus- ja korjaustekniikoihin. Joskus ne voidaan ylittää, ja joskus niitä ei voida saavuttaa. Lisäksi paineen ja lämpötilan kestävyysominaisuudet muuttuvat myös keskenään. Esimerkiksi mitä korkeampi lämpötila, sitä suurempi vastus. Painekyky heikkenee usein, ja nämä hienovaraiset ongelmat voidaan toteuttaa vain käytännössä.
2) Uudet materiaalit ja teknologiat
Yllä esitellyt tiivisteet eivät ole kattavia ja tiivistystekniikka kehittyy nopeasti. Seuraavat esimerkit esittelevät useita uusia materiaaleja ja uusia tekniikoita.
(1) Nestetiivistys: Orgaanisen polymeerisynteesiteollisuuden nopean kehityksen myötä nestemäisiä tiivisteitä on ilmestynyt staattiseen tiivistykseen; tätä uutta tekniikkaa kutsutaan tavallisesti nestetiivisteeksi. Nestetiivistyksen periaate on käyttää nestemäisen tiivisteen adheesiota, juoksevuutta ja monomolekyylikalvovaikutusta (mitä ohuempi kalvo, sitä suurempi luonnollinen palautumistaipumus) ja saada se toimimaan kuin tiiviste sopivalla paineella. Siksi käytettyä tiivisteainetta kutsutaan myös nestetiivisteeksi.
(2) PTFE-raaka-ainetiiviste: PTFE on myös suurimolekyylinen orgaaninen yhdiste. Ennen kuin se sintrataan tuotteeksi, sitä kutsutaan raaka-aineeksi. Se on rakenteeltaan pehmeä ja sillä on yksimolekyylinen kalvovaikutus. Raaka-aineesta valmistettua nauhaa kutsutaan raaka-ainenauhaksi, joka voidaan rullata levyksi pitkäaikaista säilytystä varten. Se voidaan muodostaa vapaasti käytön aikana, ja mikä tahansa liitos, niin kauan kuin on painetta, muodostaa rengasmaisen kalvon, joka toimii tasaisesti tiivisteenä. Venttiilin rungon ja venttiilin kannen välisenä tiivisteenä se voidaan avata raon ja täyttää raaka-ainehihnaan irroittamatta kiekkoa tai porttia. Puristusvoima on pieni, ei tartu käsiin, ei tahmea laippapintaan, ja se on erittäin kätevä vaihtaa. Soveltuu parhaiten ponttilaippoihin. PTFE-raaka-aineista voidaan valmistaa myös putkia ja tankoja tiivistämistä varten.
(3) Metallinen ontto O-rengas: hyvä elastisuus, pieni puristusvoima ja itsekiristyvä vaikutus. Voidaan käyttää erilaisia metallimateriaaleja, jotta se sopeutuu alhaiseen lämpötilaan, korkeaan lämpötilaan ja voimakkaaseen syövyttävään väliaineeseen.
(4) Grafiittilevyn tiivisterengas: Ihmisten mielissä grafiitti on hauras aine, jolta puuttuu joustavuus ja sitkeys, mutta erityisesti käsitelty grafiitti on rakenteeltaan pehmeää ja sillä on hyvä elastisuus. Tällä tavalla grafiitin lämmönkestävyys ja kemiallinen stabiilisuus voidaan näyttää tiivistemateriaalissa; lisäksi tiivisteellä on pieni puristusvoima ja erinomainen tiivistysvaikutus. Tästä grafiitista voidaan tehdä myös hihna, joka voidaan yhdistää metallihihnaan, jolloin muodostuu erinomaisen suorituskyvyn omaava kierretiiviste. Grafiittilevytiivisterenkaiden ja grafiitti{1}}metallikierrettyjen tiivisteiden ilmaantuminen on suuri läpimurto korkeita lämpötiloja kestävässä korroosionkestävässä tiivisteessä. Tämän tyyppisiä tiivisteitä on valmistettu ja käytetty suuria määriä ulkomailla.
