Фізичні основи механічних торцевих ущільнень - Реферат

В данний час торцеві механічні ущільнення знаходять все більш широке застосування завдяки таким важливим якостям, як герметичність та довговічність. Бургман, Пасифік, Меркель (ФРН), Флексибокс, Крейн Пекінг (Англія), Борг-Вонер, Гарлок, Локхід (США) та інші поставляють комплектні вузли ущільнень для широкого діапазону параметрів та умов роботи, гарантуючи ресурс десятки тисяч годин. Зазор між валом та аксіально рухомим кільцем 3 герметизується вторинним ущільненням 4; крутильний момент, необхідний для подолання тертя на контактних торцевих поверхнях, передається від вала на кільце, що обертається, через паводковий пристрій: штифт 7 та юбка кільця з поздовжнім пазом. Із збільшенням контактного тиску герметичність підвищується, проте при цьому збільшуються втрати потужності на тертя, внаслідок чого підвищується знос поверхонь, що труться, їх нагрів та температурні деформації. При збільшенні втрат потужності на тертя (наприклад, через зростання колової швидкості) температура в шарі зростає, та може настати момент, коли рідина в цьому шарі почне кипіти.Конструкція ущільнення та його характеристики визначаються експлуатаційними чинниками, перш за все тиском р1 ущільнювальної рідини та середньою коловою швидкістю . Майєр [1] умовно розділяє торцеві ущільнення за експлуатаційними навантаженнями на чотири групи (табл.1), що дозволяє у загальних рисах уявити труднощі, повязані з герметизацією роторів конкретних насосів. Якщо ущільнення першої та другої груп виробляються серійно, то ущільнення четвертої, а часто і третьої групи вимагають індивідуального проектування і виготовлення. В якості універсальної експлуатаційної характеристики ущільнень можна використовувати безрозмірний критерій режиму [3] з точністю до множника, що збігається із зворотним числом Зоммерфельда. Різноманітність умов роботи та вимог до ущільнень спричинила до нескінченної безлічі конструкцій, які можна класифікувати [2] за обмеженим числом визначальних конструктивних ознак (рис.2).Механічні торцеві ущільнення працюють за наявності плям контакту між торцевими поверхнями, які обертаються відносно один одного. В якості основних параметрів шорсткості (ГОСТ 2789-73) використовують середнє арифметичне відхилення Ra профілю на базовій довжині l, висоту нерівностей Rz за десятьма точками та найбільшу висоту нерівностей профілю Rmax. Уявлення про різні режими тертя дає узагальнена крива Штрібека (рис.3), що відображає якісний звязок коефіцієнта тертя f з безрозмірною величиною яка пропорційна відношенню сили рідинного тертя до сили контактного тиску ( - динамічний коефіцієнт вязкості ущільнювальної рідини: - частота обертання ротора). Права ділянка І кривої відповідає режиму рідинного змащення: між поверхнями, що труться, зберігається безперервний шар рідини. У міру збільшення зовнішнього навантаження Р та відповідно контактного тиску зазор зменшується настільки, що між окремими виступами шорсткості виникає контакт та порушується суцільність масляного шару (ділянка ІІ кривої Штрібека, що відповідає змішаному змащенню).Зношування - процес поступової зміни розмірів тіла при терті, що виявляється у відділенні з поверхні тертя матеріалу та (або) його залишкової деформації (ГОСТ 16429-70). В якості показників зношування використовують: лінійний знос U - висоту зношеного шару матеріалу (ресурс вузла тертя визначається гранично допустимим лінійним зносом), мкм; інтенсивність зношування і = U/L - відношення лінійного зносу до шляху, на якому відбувалося зношування; швидкість зношування - відношення лінійного зносу до часу зношування, мкм/год. Процес зношування правильно підібраних пар тертя має, як правило, три стадії (рис.4): І - стадія мікроприпрацювання, протягом якої відбувається зміна початкової, технологічної шорсткості в рівноважну експлуатаційну, відповідну даним умовам тертя та зношування і яка має здатність самовідтворюватися у процесі тертя. При терті заздалегідь деформованих або неточно встановлених (з перекосом) поверхонь існує також період мікроприпрацювання, протягом якого зношування приводить до зміни номінальної площі контакту поверхонь тертя. На підставі викладених уявлень про процеси тертя та зношування запропоновані розрахункові формули для оцінки показників зношування, що містять ряд коефіцієнтів, які повинні визначатися експериментально для конкретних матеріалів та умов тертя.

Содержание

1. Фізичні основи механічних торцевих ущільнень

1.1 Принцип роботи

1.2 Класифікація торцевих ущільнень

1.3 Режим тертя контактних поверхонь

1.4 Зношування пар тертя

1. Фізичні основи механічних торцевих ущільнень

1.1 Принцип роботи