siurbliai yra vieni didžiausių mechaninių sandariklių vartotojų. Kaip rodo pavadinimas, mechaniniai sandarikliai yra kontaktinio tipo sandarikliai, kurie skiriasi nuo aerodinaminių arba labirintinių bekontakčių sandariklių.Mechaniniai sandarikliaitaip pat apibūdinami kaip subalansuotas mechaninis sandariklis arbanesubalansuotas mechaninis sandariklis. Tai reiškia, kiek procentų proceso slėgio, jei toks yra, gali susidaryti už stacionaraus sandariklio paviršiaus. Jei sandarinimo paviršius nėra prispaustas prie besisukančio paviršiaus (kaip stūmiklio tipo sandariklio atveju) arba proceso skystis, kurio slėgis turi būti sandarinamas, negali patekti už sandariklio paviršiaus, proceso slėgis išpūstų sandariklio paviršių atgal. ir atidaryti. Sandarinimo dizaineris turi atsižvelgti į visas eksploatavimo sąlygas, kad sukurtų sandariklį su reikiama uždarymo jėga, bet ne tiek, kad vieneto apkrova dinaminiame sandariklio paviršiuje sukurtų per daug šilumos ir susidėvėjimo. Tai subtilus balansas, kuris padidina arba pažeidžia siurblio patikimumą.
dinaminis sandarinimo paviršius, įgalindamas atidarymo jėgą, o ne įprastą būdą
subalansuoti uždarymo jėgą, kaip aprašyta aukščiau. Tai nepanaikina reikiamos uždarymo jėgos, bet leidžia siurblio projektuotojui ir naudotojui pasukti kitą rankenėlę, leidžiant atsverti arba atlaisvinti sandariklio paviršius, išlaikant reikiamą uždarymo jėgą, taip sumažinant šilumą ir susidėvėjimą, kartu praplečiant galimas veikimo sąlygas.
Sausų dujų sandarikliai (DGS), dažnai naudojami kompresoriuose, užtikrina atidarymo jėgą sandarinimo paviršiuose. Šią jėgą sukuria aerodinaminis guolio principas, kai smulkūs siurbimo grioveliai padeda paskatinti dujas iš sandariklio aukšto slėgio proceso pusės į tarpą ir skersai sandariklio paviršių kaip bekontakčio skysčio plėvelės guolį.
Sauso dujų sandariklio paviršiaus aerodinaminė guolio atidarymo jėga. Linijos nuolydis atspindi standumą tarpo vietoje. Atkreipkite dėmesį, kad tarpas yra mikronais.
Tas pats reiškinys pasireiškia hidrodinaminiuose alyvos guoliuose, palaikančiuose daugumą didelių išcentrinių kompresorių ir siurblio rotorių, ir matomas rotoriaus dinaminio ekscentriškumo diagramose, parodytose Bently. Šis efektas užtikrina stabilų atgalinį stabdymą ir yra svarbus hidrodinaminių alyvos guolių ir DGS sėkmės elementas. . Mechaniniuose sandarikliuose nėra smulkių siurbimo griovelių, kurie gali būti aerodinaminiame DGS paviršiuje. Gali būti būdas panaudoti išorinio slėgio dujų guolių principus, kad būtų sumažinta uždarymo jėga nuomechaninio sandariklio paviršiuss.
Kokybinės skysčio plėvelės guolių parametrų diagramos, palyginti su kakliuko ekscentriškumo santykiu. Standumas K ir slopinimas D yra minimalūs, kai kakliukas yra guolio centre. Kai kakliukas artėja prie guolio paviršiaus, standumas ir amortizacija smarkiai padidėja.
Išorinio slėgio aerostatinių dujų guoliai naudoja suslėgtų dujų šaltinį, o dinaminiai guoliai naudoja santykinį judėjimą tarp paviršių, kad sukurtų tarpo slėgį. Išorinio slėgio technologija turi bent du esminius privalumus. Pirma, slėginės dujos gali būti įpurškiamos tiesiai tarp sandariklio paviršių kontroliuojamu būdu, o ne skatinant dujas į sandarinimo tarpą su negiliais siurbimo grioveliais, kuriems reikalingas judėjimas. Tai leidžia atskirti sandariklio paviršius prieš pradedant sukimąsi. Net jei paviršiai bus susukti kartu, jie atsidarys, kad prasidėtų nulinė trintis ir sustotų, kai tarp jų bus įpurškiamas slėgis. Be to, jei sandariklis įkaista, išoriniu slėgiu galima padidinti slėgį prie sandariklio pusės. Tada tarpas padidėtų proporcingai slėgiui, tačiau šlyties šiluma kristų į tarpo kubinę funkciją. Tai suteikia operatoriui naujų galimybių apsisaugoti nuo šilumos gamybos.
Yra dar vienas kompresorių pranašumas, nes nėra srauto per paviršių, kaip yra DGS. Vietoj to, didžiausias slėgis yra tarp sandariklio paviršių, o išorinis slėgis tekės į atmosferą arba ištekės į vieną pusę, o į kompresorių iš kitos pusės. Tai padidina patikimumą, nes procesas nepatenka į tarpą. Siurbliuose tai gali būti ne privalumas, nes gali būti nepageidautina priverstinai į siurblį įstumti suspaudžiamas dujas. Suspaudžiamos dujos siurblių viduje gali sukelti kavitacijos ar oro plaktuko problemas. Tačiau būtų įdomu turėti nesiliečiantį arba be trinties sandariklį siurbliams, nepažeidžiant dujų srauto į siurblio procesą. Ar įmanoma turėti išoriškai suslėgtą dujų guolį su nuliniu srautu?
Kompensacija
Visi išorinio slėgio guoliai turi tam tikrą kompensaciją. Kompensacija yra apribojimo forma, kuri sulaiko spaudimą rezerve. Dažniausia kompensavimo forma yra angų naudojimas, tačiau taip pat yra griovelių, žingsnių ir poringų kompensavimo būdų. Kompensacija leidžia guoliams arba sandariklių paviršiams važiuoti arti vienas kito neliečiant, nes kuo arčiau jie priartėja, tuo didesnis dujų slėgis tarp jų, atstumdamas paviršius.
Pavyzdžiui, po plokščia anga kompensuojamu dujiniu guoliu (3 pav.), vidutinis
slėgis tarpelyje bus lygus bendrai guolio apkrovai, padalytai iš paviršiaus ploto, tai yra vienetinė apkrova. Jei šio šaltinio dujų slėgis yra 60 svarų kvadratiniame colyje (psi), o paviršiaus plotas yra 10 kvadratinių colių, o apkrova yra 300 svarų, guolio tarpelyje bus vidutiniškai 30 psi. Paprastai tarpas būtų apie 0,0003 colio, o kadangi tarpas toks mažas, srautas būtų tik apie 0,2 standartinės kubinės pėdos per minutę (scfm). Kadangi prieš pat tarpą yra angos ribotuvas, sulaikantis slėgį rezerve, jei apkrova padidėja iki 400 svarų, guolio tarpas sumažinamas iki maždaug 0,0002 colio, o srautas per tarpą apribojamas 0,1 scfm. Šis antrojo apribojimo padidėjimas suteikia angos ribotuvui pakankamai srauto, kad vidutinis slėgis tarpelyje padidėtų iki 40 psi ir išlaikytų padidėjusią apkrovą.
Tai yra tipinio oro guolio, esančio koordinačių matavimo mašinoje (CMM), vaizdas iš šono. Jei pneumatinė sistema turi būti laikoma „kompensuotu guoliu“, ji turi turėti apribojimą prieš guolio tarpo apribojimą.
Anga prieš porėtą kompensaciją
Angos kompensavimas yra plačiausiai naudojama kompensavimo forma Įprastos angos skylės skersmuo gali būti 0,010 colių, tačiau kadangi ji tiekia kelių kvadratinių colių plotą, ji tiekia keliomis eilėmis daugiau ploto nei ji pati, todėl greitis dujų kiekis gali būti didelis. Dažnai angos yra tiksliai iškirptos iš rubinų ar safyrų, kad būtų išvengta angos dydžio erozijos ir taip nepakeistų guolio veikimo. Kita problema yra ta, kad esant tarpams, mažesniems nei 0,0002 colio, sritis aplink angą pradeda slopinti srautą į likusią veido dalį, tada dujų plėvelė suyra. Yra anga ir visi grioveliai pakėlimui pradėti. Tai yra viena iš pagrindinių priežasčių, kodėl sandarinimo planuose nematyti išorinio slėgio guoliai.
Tai netaikoma porėtam kompensuotam guoliui, o standumas išlieka
padidės, kai apkrova didėja ir tarpas mažėja, kaip ir DGS atveju (1 pav.) ir
hidrodinaminiai alyvos guoliai. Išorinio slėgio poringų guolių atveju guolis bus subalansuotos jėgos režimu, kai įėjimo slėgis padaugintas iš ploto, lygus bendrai guolio apkrovai. Tai įdomus tribologinis atvejis, nes nėra nulinio pakėlimo arba oro tarpo. Srautas bus nulinis, tačiau hidrostatinė oro slėgio jėga prieš priešpriešinį paviršių po guolio paviršiumi vis tiek sumažina bendrą apkrovą ir sukuria beveik nulinį trinties koeficientą, net jei paviršiai vis dar liečiasi.
Pavyzdžiui, jei grafito sandariklio paviršiaus plotas yra 10 kvadratinių colių ir 1000 svarų uždarymo jėga, o grafito trinties koeficientas yra 0,1, judėjimui pradėti reikės 100 svarų jėgos. Tačiau jei išorinis 100 psi slėgio šaltinis per porėtą grafitą būtų nukreiptas į jo veidą, judėjimui pradėti iš esmės nereikėtų jėgos. Taip yra nepaisant to, kad vis dar yra 1000 svarų uždarymo jėga, suspaudžianti abu veidus ir kad veidai liečiasi fiziškai.
Paprastųjų guolių medžiagų klasė, pvz.: grafitas, anglis ir keramika, pvz., aliuminio oksidas ir silicio karbidai, kurie yra žinomi turbinos pramonei ir yra natūraliai poringi, todėl gali būti naudojami kaip išorinio slėgio guoliai, kurie yra nesiliečiantys skystos plėvelės guoliai. Yra hibridinė funkcija, kai išorinis slėgis naudojamas kontaktiniam slėgiui arba sandariklio uždarymo jėgai atsverti nuo tribologijos, kuri vyksta besiliečiančiose sandariklio paviršiuose. Tai leidžia siurblio operatoriui ką nors reguliuoti siurblio išorėje, kad galėtų susidoroti su problemomis ir didesniu greičiu naudojant mechaninius sandariklius.
Šis principas taip pat taikomas šepečiams, komutatoriams, žadintuvams ar bet kokiems kontaktiniams laidininkams, kurie gali būti naudojami duomenims arba elektros srovei paimti į besisukančius objektus arba juos išjungti. Kadangi rotoriai sukasi greičiau ir išsikrauna, gali būti sunku išlaikyti šių įtaisų sąlytį su velenu, todėl dažnai reikia padidinti spyruoklės slėgį, laikantį juos prie veleno. Deja, ypač dirbant dideliu greičiu, dėl tokio kontakto jėgos padidėjimo atsiranda daugiau šilumos ir susidėvėjimo. Tas pats hibridinis principas, taikomas aukščiau aprašytiems mechaniniams sandariklių paviršiams, taip pat gali būti taikomas čia, kur reikalingas fizinis kontaktas dėl elektros laidumo tarp stacionarių ir besisukančių dalių. Išorinis slėgis gali būti naudojamas kaip hidraulinio cilindro slėgis, siekiant sumažinti trintį dinaminėje sąsajoje, tuo pačiu didinant spyruoklės jėgą arba uždarymo jėgą, reikalingą šepečio arba sandariklio paviršiui liesti su besisukančiu velenu.
Paskelbimo laikas: 2023-10-21