Nasoslar mexanik muhrlarning eng katta foydalanuvchilaridan biridir. Nomidan ko'rinib turibdiki, mexanik muhrlar kontakt tipidagi muhrlar bo'lib, aerodinamik yoki labirint kontaktsiz muhrlardan farq qiladi.Mexanik muhrlarshuningdek, muvozanatli mexanik muhr yokimuvozanatsiz mexanik muhrBu statsionar muhr yuzasi orqasida jarayon bosimining qancha foizi, agar mavjud bo'lsa, kelib chiqishi mumkinligini anglatadi. Agar muhr yuzasi aylanayotgan yuzaga itarilmasa (itaruvchi tipdagi muhrdagi kabi) yoki muhrlanishi kerak bo'lgan bosimdagi jarayon suyuqligi muhr yuzasi orqasiga kirishiga yo'l qo'yilmasa, jarayon bosimi muhr yuzasini orqaga uchirib, ochadi. Muhr dizayneri kerakli yopish kuchiga ega, lekin dinamik muhr yuzasiga yuklanishi juda ko'p issiqlik va aşınma hosil qiladigan darajada kuchga ega bo'lmagan muhrni loyihalash uchun barcha ish sharoitlarini hisobga olishi kerak. Bu nasosning ishonchliligini oshiradigan yoki buzadigan nozik muvozanatdir.
dinamik muhrning yuzalari an'anaviy usul o'rniga ochilish kuchini ta'minlash orqali amalga oshiriladi
Yuqorida tavsiflanganidek, yopilish kuchini muvozanatlashtiradi. Bu kerakli yopilish kuchini yo'q qilmaydi, balki nasos dizayneri va foydalanuvchisiga muhr yuzalarining og'irligini kamaytirish yoki tushirishga imkon berish orqali nasos dizayneri va foydalanuvchisiga yana bir tugmani aylantirish imkonini beradi, shu bilan birga kerakli yopilish kuchini saqlab qoladi, shu bilan birga issiqlik va aşınmayı kamaytiradi va shu bilan birga mumkin bo'lgan ish sharoitlarini kengaytiradi.
Quruq gaz muhrlari (DGS), ko'pincha kompressorlarda ishlatiladigan, muhr yuzalarida ochilish kuchini ta'minlaydi. Bu kuch aerodinamik podshipnik printsipi bilan yaratiladi, bu yerda nozik nasos oluklari gazni muhrning yuqori bosimli jarayon tomonidan, bo'shliqqa va muhrning yuzasi bo'ylab kontaktsiz suyuqlik plyonkali podshipnik sifatida rag'batlantirishga yordam beradi.
Quruq gaz muhri yuzasining aerodinamik podshipnik ochilish kuchi. Chiziqning qiyaligi bo'shliqdagi qattiqlikni ifodalaydi. E'tibor bering, bo'shliq mikronlarda ko'rsatilgan.
Xuddi shu hodisa ko'pgina yirik santrifüj kompressorlar va nasos rotorlarini qo'llab-quvvatlaydigan gidrodinamik moy podshipniklarida ham sodir bo'ladi va Bently tomonidan ko'rsatilgan rotorning dinamik eksantriklik grafiklarida ham ko'rinadi. Bu effekt barqaror orqaga chekinishni ta'minlaydi va gidrodinamik moy podshipniklari va DGS muvaffaqiyatining muhim elementidir. Mexanik muhrlarda aerodinamik DGS yuzasida bo'lishi mumkin bo'lgan nozik nasos oluklari yo'q. Yopilish kuchini kamaytirish uchun tashqi bosimli gaz podshipnik tamoyillaridan foydalanishning bir usuli bo'lishi mumkin.mexanik muhr yuzasis.
Suyuq plyonkali podshipnik parametrlarining tish ekssentrikligi nisbatiga nisbatan sifat grafiglari. Qattiqlik, K va amortizatsiya, D, tish rulmanning markazida bo'lganda minimal bo'ladi. tish rulman yuzasiga yaqinlashganda, qattiqlik va amortizatsiya sezilarli darajada oshadi.
Tashqi bosimli aerostatik gaz podshipniklari bosimli gaz manbaidan foydalanadi, dinamik podshipniklar esa bo'shliq bosimini hosil qilish uchun sirtlar orasidagi nisbiy harakatdan foydalanadi. Tashqi bosimli texnologiyaning kamida ikkita asosiy afzalligi bor. Birinchidan, bosimli gaz harakatni talab qiladigan sayoz nasos oluklari bilan gazni muhr bo'shlig'iga kiritish o'rniga, muhr yuzalari orasiga to'g'ridan-to'g'ri boshqariladigan tarzda yuborilishi mumkin. Bu aylanish boshlanishidan oldin muhr yuzalarini ajratish imkonini beradi. Yuzlar bir-biriga buralgan bo'lsa ham, ular nol ishqalanish boshlanishi uchun ochiladi va ular orasiga bosim to'g'ridan-to'g'ri yuborilganda to'xtaydi. Bundan tashqari, agar muhr qizib ketayotgan bo'lsa, tashqi bosim yordamida muhr yuzasiga bosimni oshirish mumkin. Keyin bo'shliq bosim bilan mutanosib ravishda oshadi, lekin kesishdan chiqadigan issiqlik bo'shliqning kub funktsiyasiga tushadi. Bu operatorga issiqlik hosil bo'lishiga qarshi kurashish uchun yangi imkoniyat beradi.
Kompressorlarning yana bir afzalligi shundaki, DGSdagi kabi sirt bo'ylab oqim yo'q. Buning o'rniga, eng yuqori bosim muhr yuzalari orasida bo'ladi va tashqi bosim atmosferaga oqib o'tadi yoki bir tomonga, ikkinchi tomondan esa kompressorga kiradi. Bu jarayonni bo'shliqdan uzoqroq tutish orqali ishonchlilikni oshiradi. Nasoslarda bu afzallik bo'lmasligi mumkin, chunki siqiladigan gazni nasosga majburan kiritish istalmagan bo'lishi mumkin. Nasoslar ichidagi siqiladigan gazlar kavitatsiya yoki havo bolg'asi muammolarini keltirib chiqarishi mumkin. Biroq, nasos jarayoniga gaz oqimining kamchiliklari bo'lmagan holda, nasoslar uchun kontaktsiz yoki ishqalanishsiz muhrga ega bo'lish qiziqarli bo'lar edi. Nol oqimli tashqi bosimli gaz podshipnigiga ega bo'lish mumkinmi?
Kompensatsiya
Barcha tashqi bosim ostidagi podshipniklar qandaydir kompensatsiyaga ega. Kompensatsiya bosimni zaxirada ushlab turadigan cheklash shaklidir. Kompensatsiyaning eng keng tarqalgan shakli teshiklardan foydalanishdir, ammo yivli, pog'onali va g'ovakli kompensatsiya usullari ham mavjud. Kompensatsiya podshipniklar yoki muhr yuzalarining bir-biriga tegmasdan yaqin ishlashiga imkon beradi, chunki ular qanchalik yaqinlashsa, ular orasidagi gaz bosimi shunchalik yuqori bo'ladi va yuzalar bir-biridan itarila boshlaydi.
Misol tariqasida, tekis teshikli kompensatsiyalangan gaz podshipnigi ostida (3-rasm), o'rtacha
Bo'shliqdagi bosim podshipnikdagi umumiy yukning yuz maydoniga bo'linishiga teng bo'ladi, bu birlik yuklanishdir. Agar bu manba gaz bosimi kvadrat dyuymga (psi) 60 funt bo'lsa va yuzaning maydoni 10 kvadrat dyuym bo'lsa va 300 funt yuk bo'lsa, podshipnik oralig'ida o'rtacha 30 psi bo'ladi. Odatda, bo'shliq taxminan 0,0003 dyuymni tashkil qiladi va bo'shliq juda kichik bo'lgani uchun oqim daqiqasiga atigi 0,2 standart kub futni (scfm) tashkil qiladi. Bo'shliqdan oldin bosimni zaxirada ushlab turuvchi teshik cheklovchisi mavjud bo'lgani uchun, agar yuk 400 funtgacha oshsa, podshipnik oralig'i taxminan 0,0002 dyuymgacha kamayadi va bo'shliq orqali oqimni 0,1 scfm gacha cheklaydi. Ikkinchi cheklovning bu oshishi teshik cheklovchisiga bo'shliqdagi o'rtacha bosimni 40 psi gacha oshirish va ortib borayotgan yukni qo'llab-quvvatlash uchun yetarli oqim beradi.
Bu koordinata o'lchash mashinasida (CMM) joylashgan odatiy teshikli havo podshipnigining yon tomondan kesilgan ko'rinishi. Agar pnevmatik tizim "kompensatsiyalangan podshipnik" deb hisoblansa, u podshipnik oralig'i cheklovidan yuqorida cheklovga ega bo'lishi kerak.
Teshik va g'ovakli kompensatsiya
Teshik kompensatsiyasi eng keng qo'llaniladigan kompensatsiya shaklidir. Odatdagi teshikning diametri 0,010 dyuym bo'lishi mumkin, ammo u bir necha kvadrat dyuym maydonni oziqlantirayotganligi sababli, o'zidan bir necha kattaroq maydonni oziqlantirmoqda, shuning uchun gaz tezligi yuqori bo'lishi mumkin. Ko'pincha, teshiklar teshik o'lchamining eroziyasi va shuning uchun podshipnikning ishlashida o'zgarishlarning oldini olish uchun yoqut yoki sapfirdan aniq kesiladi. Yana bir muammo shundaki, 0,0002 dyuymdan past bo'shliqlarda teshik atrofidagi maydon oqimni yuzaning qolgan qismiga bo'g'ib qo'yishni boshlaydi, bu vaqtda gaz plyonkasining qulashi sodir bo'ladi. Xuddi shu narsa ko'tarilish paytida ham sodir bo'ladi, chunki ko'tarishni boshlash uchun faqat teshik maydoni va har qanday oluklar mavjud. Bu tashqi bosim ostida podshipniklar muhr rejalarida ko'rinmasligining asosiy sabablaridan biridir.
Bu g'ovakli kompensatsiyalangan podshipnik uchun emas, aksincha qattiqlik davom etadi
yuk oshgani sayin ortib boradi va bo'shliq kamayadi, xuddi DGS (1-rasm) va
gidrodinamik moy podshipniklari. Tashqi bosim ostidagi g'ovakli podshipniklar holatida, kirish bosimi maydonga podshipnikdagi umumiy yukga teng bo'lganda, podshipnik muvozanatli kuch rejimida bo'ladi. Bu qiziqarli tribologik holat, chunki ko'tarish yoki havo oralig'i nolga teng. Oqim nolga teng bo'ladi, lekin podshipnik yuzasi ostidagi qarshi yuzaga qarshi havo bosimining gidrostatik kuchi hali ham umumiy yukni yengillashtiradi va natijada yuzalar hali ham aloqada bo'lsa ham, deyarli nolga teng ishqalanish koeffitsientiga olib keladi.
Masalan, agar grafit muhr yuzasi 10 kvadrat dyuym maydonga va 1000 funt yopilish kuchiga ega bo'lsa va grafitning ishqalanish koeffitsienti 0,1 ga teng bo'lsa, harakatni boshlash uchun 100 funt kuch talab etiladi. Ammo g'ovakli grafit orqali uning yuzasiga 100 psi tashqi bosim manbai o'tkazilsa, harakatni boshlash uchun deyarli nol kuch talab qilinadi. Bu ikki yuzni bir-biriga siqib chiqaradigan 1000 funt yopilish kuchi hali ham mavjudligiga va yuzlar jismoniy aloqada bo'lishiga qaramay.
Turbo sanoatiga ma'lum bo'lgan va tabiiy ravishda g'ovakli bo'lgan grafit, uglerod va keramika, masalan, alumina va kremniy-karbidlar kabi oddiy podshipnik materiallari sinfi, shuning uchun ular kontaktsiz suyuqlik plyonkali podshipniklar bo'lgan tashqi bosimli podshipniklar sifatida ishlatilishi mumkin. Gibrid funksiya mavjud bo'lib, unda tashqi bosim kontaktli muhr yuzalarida sodir bo'layotgan tribologiyadan kontakt bosimini yoki muhrning yopilish kuchini kamaytirish uchun ishlatiladi. Bu nasos operatoriga mexanik muhrlardan foydalanish paytida muammoli dasturlar va yuqori tezlikdagi operatsiyalarni hal qilish uchun nasosdan tashqarida biror narsani sozlash imkonini beradi.
Bu tamoyil, shuningdek, aylanuvchi jismlardan ma'lumotlarni yoki elektr tokini olish yoki o'chirish uchun ishlatilishi mumkin bo'lgan cho'tkalar, kommutatorlar, qo'zg'atuvchilar yoki har qanday kontakt o'tkazgichlarga ham tegishli. Rotorlar tezroq aylanishi va ishlamay qolishi ortishi bilan, bu qurilmalarni val bilan aloqada ushlab turish qiyin bo'lishi mumkin va ko'pincha ularni valga qarshi ushlab turadigan prujina bosimini oshirish kerak bo'ladi. Afsuski, ayniqsa yuqori tezlikda ishlash holatida, kontakt kuchining bu oshishi ko'proq issiqlik va aşınmaya olib keladi. Yuqorida tavsiflangan mexanik muhr yuzalariga qo'llaniladigan xuddi shu gibrid tamoyil bu yerda ham qo'llanilishi mumkin, bu yerda statsionar va aylanadigan qismlar orasidagi elektr o'tkazuvchanligi uchun jismoniy aloqa talab etiladi. Tashqi bosim gidravlik silindrdan chiqadigan bosim kabi dinamik interfeysdagi ishqalanishni kamaytirish uchun ishlatilishi mumkin, shu bilan birga cho'tka yoki muhr yuzasini aylanadigan val bilan aloqada ushlab turish uchun zarur bo'lgan prujina kuchini yoki yopilish kuchini oshiradi.
Nashr vaqti: 2023-yil 21-oktabr