Звонок бесплатный со всех регионов России
Написать письмо (info@avtokomtg.com)

Торцевое уплотнение насоса, Торцевые уплотнения в Волгограде, Торцевые уплотнения для насосов, Уплотнение вала, Ротационные соединения

  • Изготовление и поставка комплектующих для линий розлива

  • Торцевые уплотнения

  • Ротационные соединения

  • Резинотехнические изделия

  • Пластиковые изделия

  • Изделия из металла, гибридные подшипники

  • Ремкомплекты для фитинга кег

  • Пластины и уплотнения теплообменников

  • Строительно-монтажные работы, обслуживание и ремонт линий розлива

Расчет технических параметров торцевых уплотнений

Коэффициент нагрузки:

Для оценки торцевого уплотнения кроме коэффициента гидравлической разгрузки используют также безразмерный коэффициент нагрузки x.


Расчет коэффициента нагрузки торцевого уплотнения


Для больших перепадов уплотняемого давления коэффициент гидравлической разгрузки и коэффициент нагрузки практически идентичны.

Трение динамических вспомогательных уплотнений pr как правило, в расчет не принимается.


Давление скольжения:

Под термином "давление скольжения" понимают контактное давление, остающееся на поверхностях скольжения после уравновешивания всех действующих на уплотнительные поверхности сил гидравлическим давлением. Давление скольжения pG зависит от перепада давления, коэффициента гидравлической разгрузки, соотношения давлений в уплотнительном зазоре (показатель градиента давления) и давления пружины. В зависимости от формы обеих уплотнительных поверхностей и соответственно, формы уплотнительного зазора, показатель градиента давления k1 может принимать значения от 0 до 1.


Для уплотнений с уплотнительным зазором, сужающимся в направлении утечки (V-образный зазор) при нагружении внешним давлением показатель k1 может принимать значения больше 0,5, а для уплотнений с уплотнительным зазором, расширяющимся в направлении утечки (А-образный зазор) при нагружении внешним давлением показатель k1 может принимать значения меньше 0,5. Для упрощенных расчетов обычно используют значение k1 = 0,5. Давление скольжения в неблагоприятных условиях может принять отрицательное значение, что приводит к раскрытию стыка уплотнительных поверхностей и, следовательно, к чрезмерной утечке.


Расчет давления скольжения торцевого уплотнения


Коэффициент трения:

Коэффициент трения f зависит от типа материалов пары трения, вида уплотняемой среды, скорости скольжения и условий контакта между поверхностями скольжения, обусловленных конструкцией.

Для общих соображений и расчетов следует использовать приближенный коэффициент трения от 0,05 до 0,08. В условиях улучшенной смазки, например, при некотором повышении гидродинамического давления в уплотнительном зазоре, значение коэффициента трения снижается.

С другой стороны, в условиях чисто гидродинамического режима работы торцевого уплотнения и увеличения скорости вращения следует ожидать роста коэффициента трения, как в случае с подшипниками скольжения в аналогичных условиях.


Высота зазора:

Для контактных торцевых уплотнений с теоретически строго параллельными уплотнительными поверхностями в зазоре, расстояние между ними зависит преимущественно от шероховатости этих поверхностей. Результаты множества замеров, произведенных в экспериментальных и практических условиях, показали, что при расчете допустимых утечек с учетом внешних факторов следует брать среднее значение высоты зазора h менее 1 мкм.

При работе бесконтактных торцевых уплотнений, разгруженных гидростатически или гидродинамически, высота зазора устанавливается автоматически. При этом высота зазора зависит, главным образом, от формы зазора, как в радиальном, так и в окружном направлении, от условий эксплуатации и среды.


Шероховатость:

После доводки поверхность скольжения в зависимости от материала имеет следующее среднее арифметическое отклонение профиля Ra:

Материал Среднее арифметическое отклонение профиля Ra
Карбид вольфрама, связка Ni 0,01 мкм
Карбид кремния (SiC) 0,04 мкм
Спец. хром, сплав 0,15 мкм
Углеграфит 0,10 мкм
Окись алюминия 0,15 мкм
C-SiC-Si/C-SiC 0,15 мкм

При уменьшении шероховатости растет доля воспринимаемой нагрузки и, благодаря этому, несущая способность скользящих поверхностей.


Скорость скольжения:

Скорость скольжения vg как правило, относится к среднему диаметру кольца трения.

Например, при среднем диаметре поверхности скольжения dm = 170 мм и скорости вращения вала n = 4500 мин-1, скорость скольжения составит 40 м/с.


Расход охлаждающей воды:

При расчете расхода охлаждающей воды можно исходить из того, что охлаждающая вода нагревается в теплообменнике на 5K. Расход охлаждающей воды 1 л/мин обеспечит рассеивание 350 Вт тепла.


Теплообмен:

Для предотвращения перегрева уплотнения вся мощность, потребляемая торцевым уплотнением, должна рассеиваться уплотняемой или затворной средой.


Турбулентные потери мощности:

Влияние турбулентности сказывается лишь при окружных скоростях выше 30 м/с. Турбулентную потерю мощности Pv следует учитывать прежде всего в случае специальных уплотнений.


Потребляемая мощность:

Общая мощность, потребляемая торцевым уплотнением, складывается из:

- потерь мощности на трение поверхностей скольжения;

- турбулентных потерь мощности из-за вращения деталей.


Расход жидкости, необходимой для рассеивания мощности, рассчитывается по формуле:


Расчет расхода жидкости для рассеивания мощности торцевого уплотнения


В определенных условиях, зависящих от особенностей монтажа и эксплуатации, тепло может передаваться от продукта к камере уплотнения, что также следует учитывать в расчетах циркуляционного расхода.


Пример расчета:


Расчет потери мощности на трение поверхностей скольжения торцевого уплотнения

Значение изменения температуры


Среда: вода


Значение удельной теплоемкости воды

Значение плотности


Вычисление расхода жидкости для рассеивания мощности торцевого уплотнения


Потери мощности на трение поверхностей скольжения PR рассчитываются по формуле:


Расчет потери мощности на трение поверхностей скольжения торцевого уплотнения


Расчет утечек:

Расчетные величины утечки Q и потери мощности являются ориентировочными. Это статистические средние значения, полученные из экспериментов и многочисленных испытаний. Для реальных уплотнений фактические утечки и потери мощности могут многократно превышать расчетные из-за наличия факторов, действие которых невозможно учесть при расчете. Как видно из формулы, утечка определяется главным образом фактической высотой зазора, установившейся в процессе работы. А это в свою очередь зависит от множества факторов.


Факторы влияющие на утечку перекачиваемой среды:

- качество обработки поверхностей скольжения;

- плоскостность поверхностей скольжения и ее изменение в результате деформации под действием температуры и давления;

- уровень вибрации;

- режим эксплуатации установки;

- свойства уплотняемой жидкости;

- правильность монтажа торцевого уплотнения.


Формула расчета утечек для торцевых уплотнений, нагруженных внешним давлением:


Расчет утечек для торцевых уплотнений нагруженных внешним давлением



Наверх