مقدمه ای بر مهر و موم مکانیکی
مهر و موم مکانیکی یکی از اجزای اساسی ماشین آلات با ساختار دقیق و پیچیده است و اجزای اصلی پمپ های مختلف، کتری های سنتز واکنش، کمپرسورهای توربو، موتورهای شناور و سایر تجهیزات می باشد. عملکرد آب بندی و عمر مفید آن به عوامل بسیاری مانند انتخاب نوع، دقت دستگاه، نصب و استفاده صحیح و غیره بستگی دارد.
دانش اولیه آب بند مکانیکی
1. مفهوم اساسی مهر و موم مکانیکی:
مهر و موم مکانیکی به وسیله ای اطلاق می شود که از نشت سیال توسط حداقل یک جفت وجه انتهایی عمود بر محور چرخش، تحت تأثیر فشار سیال و نیروی الاستیک (یا نیروی مغناطیسی) مکانیسم جبران، و همکاری دستگاه های کمکی جلوگیری می کند. مهر و موم برای حفظ تناسب و لغزش نسبت به یکدیگر. مهر و موم کمکی حلقه جبرانی یک دم فلزی است که به آن آب بند مکانیکی دم می گویند.
2. ترکیب مهر و موم مکانیکی:
به طور عمده چهار نوع جزء زیر وجود دارد. آ. مهر و موم اصلی: حلقه متحرک و حلقه استاتیک. ب مهر و موم کمکی: حلقه آب بندی. ج قطعات فشرده سازی: فنر، حلقه فشار. د قطعات انتقال: صندلی پرش فنری و کلید یا پیچ ثابت
باید به مشکل توجه کرد
1. مواردی که در حین نصب نیاز به توجه دارند
آ. برای جلوگیری از انحراف نصب در هنگام نصب توجه زیادی داشته باشید
(1) غده باید پس از تراز شدن کوپلینگ سفت شود. پیچ ها باید به طور یکنواخت پشتیبانی شوند تا از انحراف سطح انتهایی غده جلوگیری شود. هر نقطه را با یک سنج حسگر بررسی کنید و خطا نباید از 0.05 میلی متر تجاوز کند.
(2) فاصله مناسب (یعنی متمرکز بودن) بین غده و قطر بیرونی شفت یا بوش را بررسی کنید و مطمئن شوید که اطراف آن یکنواخت است. برای بررسی اینکه تحمل هر نقطه از 0.01 میلیمتر بیشتر نباشد، از یک حسگر استفاده کنید.
ب میزان فشرده سازی فنر باید طبق مقررات انجام شود. بزرگ یا خیلی کوچک مجاز نیست و خطا باید 2.{1}} میلی متر باشد. اگر بیش از حد بزرگ باشد، فشار خاص صورت انتهایی افزایش می یابد و چهره انتهایی با سرعت بیشتری ساییده می شود. خیلی کوچک باعث فشار خاص ناکافی می شود و نمی تواند نقش آب بندی را ایفا کند.
ج پس از نصب حلقه متحرک، اطمینان حاصل کنید که می تواند به طور انعطاف پذیر روی شفت حرکت کند و پس از فشار دادن حلقه متحرک به فنر، باید به طور خودکار به عقب برگردد.
2. اقدامات احتیاطی هنگام جدا کردن قطعات
آ. هنگام جدا کردن مهر و موم مکانیکی مراقب باشید. استفاده از چکش های دستی و بیل های تخت اکیداً ممنوع است تا به اجزای آب بندی آسیب نرساند. می توان از یک جفت قلاب سیم فولادی برای امتداد در شکاف صندلی درایو در جهت تامین مالی برای بیرون کشیدن دستگاه آب بندی استفاده کرد. اگر ترازو را نمی توان جدا کرد، باید قبل از جداسازی آن را تمیز کرد.
ب اگر در هر دو سر پمپ از مهر و موم مکانیکی استفاده می شود، باید در هنگام مونتاژ و جداسازی از یکدیگر مراقبت کنند تا یکی دیگر را از دست ندهد.
ج برای آب بند مکانیکی که کار کرده است، اگر گلند شل باشد و آب بند حرکت کند، باید قسمت دینامیک و استاتیک رینگ تعویض شود و برای ادامه استفاده نباید دوباره سفت شود. زیرا پس از چنین حرکتی، مسیر اصلی دویدن جفت اصطکاک تغییر می کند و آب بندی سطح تماس به راحتی آسیب می بیند.
بهره برداری و نگهداری صحیح از مهر و موم های مکانیکی
1. کارهای مقدماتی و مواردی که قبل از شروع نیاز به توجه دارند
آ. مهر و موم مکانیکی را به طور کامل بررسی کنید و اینکه آیا نصب دستگاه های کمکی و خطوط لوله انجام شده است و آیا الزامات فنی را برآورده می کند یا خیر.
ب قبل از شروع آب بند مکانیکی یک آزمایش فشار استاتیکی انجام دهید تا بررسی کنید که آیا نشتی در مهر و موم مکانیکی وجود دارد یا خیر. اگر نشتی زیاد وجود دارد، علت را پیدا کنید و سعی کنید آن را از بین ببرید. اگر هنوز نامعتبر است، باید برای بررسی جدا شود و دوباره نصب شود. به طور کلی، فشار تست فشار استاتیک 2 تا 3 کیلوگرم بر سانتی متر مربع است.
ج فرمان پمپ را فشار دهید تا بررسی کنید که آیا تند و یکنواخت است یا خیر. اگر میل لنگ مشکل است یا حرکت نمی کند، باید بررسی کنید که آیا اندازه مونتاژ اشتباه است و آیا نصب آن منطقی است یا خیر.
2. نصب و خاموش شدن
آ. قبل از شروع، حفره مهر و موم شده را پر از مایع نگه دارید. هنگام انتقال محیط جامد شده، باید از بخار برای گرم کردن حفره مهر و موم شده استفاده کرد تا محیط ذوب شود. برای جلوگیری از شکستن رینگ نرم در اثر استارت ناگهانی، خودرو باید قبل از استارت زدن با لنگ لنگ باشد.
ب برای آب بندی های مکانیکی که از سیستم آب بندی روغن خارجی پمپ استفاده می کنند، ابتدا باید سیستم آب بندی روغن فعال شود. پس از پارک کردن، سیستم آب بندی روغن را برای آخرین بار متوقف کنید.
ج پس از از کار افتادن پمپ روغن داغ، آب خنک کننده در محفظه کاسه نمد روغن و آب بند انتهایی را نمی توان بلافاصله متوقف کرد. آب خنک کننده باید فقط زمانی متوقف شود که دمای روغن در انتهای آب بندی وجهی به کمتر از 80 درجه برسد تا به قطعات آب بندی آسیبی وارد نشود.
3. عملیات
آ. اگر پس از راه اندازی پمپ، نشتی جزئی وجود داشت، باید برای مدتی آن را مشاهده کرد. اگر پس از 4 ساعت کار مداوم، نشتی کاهش پیدا نکرد، پمپ باید برای بازرسی متوقف شود.
ب فشار کاری پمپ باید پایدار باشد و نوسان فشار نباید از 1 کیلوگرم بر سانتی متر مربع تجاوز کند.
ج هنگامی که پمپ در حال کار است، برای جلوگیری از اصطکاک خشک بر روی سطح آب بندی و آسیب رساندن به آب بند، از پمپاژ کردن خودداری کنید.
د وضعیت آب بندی باید مرتباً بررسی شود. در حین کار، زمانی که نشتی بیش از حد استاندارد باشد، روغن سنگین بیش از 5 قطره در دقیقه و روغن سبک بیش از 10 در دقیقه نیست. اگر در عرض 2-3 روز بهبودی حاصل نشد، پمپ را متوقف کنید و دستگاه آب بندی را بررسی کنید.
«مهربندی» در کشور ما سابقه طولانی توسعه دارد. قدیمی ها از پنبه، کنف و سایر الیاف برای ساخت مهر و موم برای ماشین آلات بالابر آب استفاده می کردند، در حالی که کشورهای خارجی تا سال 1782 از بسته بندی استفاده نمی کردند. اهمیت آب بندی در اینجا ذکر نشده است. رشته ای به نام "علم مهر و موم" وجود دارد که به مطالعه قوانین آب بندی، فناوری طراحی دستگاه آب بندی و اصول علمی کاربردی می پردازد. مؤسسات تحقیقاتی نیز دوره های حرفه ای دارند که به مطالعه علم مهر و موم اختصاص دارد. در کشور ما تا آنجا که من می دانم، دروس مکانیک سیالات و انتقال هیدرولیک و سایر دروس وجود دارد، اما "سیستم مهر و موم" تخصصی در آب بندی وجود ندارد، بنابراین سطح تحقیقات ما هنوز در مقایسه با کشورهای خارجی بسیار عقب است.
رشته های حرفه ای زیادی برای طراحی مهر و موم وجود دارد، علاوه بر مواد و مکانیک، مکانیک (از جمله مکانیک سیالات، تئوری لایه مرزی و غیره)، تریبولوژی، کنترل خودکار و غیره نیز وجود دارد، بنابراین برای آب بندی، سختی تحقیق وجود دارد. نسبتا بزرگ سطح صنعت آب بندی داخلی، من شخصا فکر می کنم که در مقایسه با کشورهای خارجی، فاصله نباید کمتر از 50 سال باشد.
در مورد اصل آب بندی
اگر می خواهید آب بندی را یاد بگیرید، ابتدا باید نشت را درک کنید. هنگامی که اصل نشت را درک کردید، مکانیسم آب بندی مربوطه را خواهید داشت. سه نوع نشت وجود دارد--
یکی نشتی است، یعنی نشت بین شکاف های سطوح آب بندی
دوم نشت است، یعنی نشت مایع مهر و موم شده از طریق مویرگ مواد آب بندی
سوم انتشار است، که به انتقال مواد اشاره دارد که زمانی رخ می دهد که محیط آب بندی از شکاف یا مویرگ ماده تحت تأثیر اختلاف غلظت عبور می کند.
در مورد روش آب بندی
تقریباً چندین روش آب بندی وجود دارد--
1. تعداد قطعات مهر و موم شده را به حداقل برسانید
2. انسداد و ایزوله
3. استخراج یا تزریق کنید
4. مقاومت در برابر نشت را افزایش دهید
5. عناصر فعال را در کانال اضافه کنید
6. ترکیبی از روش های آب بندی متعدد
فرم های آب بندی رایج
مهر و موم واشر، مهر و موم بسته بندی، مهر و موم مکانیکی، مهر و موم بدون تماس، و فشار تزریق اشکال آب بندی رایج هستند. در این میان، مهر و موم بسته بندی را باید رایج ترین در نظر گرفت و همچنین شامل مهر بسته بندی نرم، مهر و موم بسته بندی سخت و مهر و موم بسته بندی شکل گرفته است. مهر و موم های بسته بندی تشکیل شده شامل حلقه های O، حلقه های Y، مهر و موم روغن و موارد دیگر است. مهر و موم های غیر تماسی شامل آب بندی های شکافی، مهر و موم های هزارتویی، آب بند های شناور، آب بند های دینامیکی، آب بندی های سیال مغناطیسی و آب بندی های هرمتیک می باشند.
ویژگیهای واشر متداول---و مواد و فناوریهای جدید
1) عملکرد واشر معمولی استفاده می شود
هنگام استفاده از شیر، واشر اصلی اغلب با توجه به شرایط خاص تعویض می شود. واشرهای متداول عبارتند از: واشر تخت لاستیکی، اورینگ لاستیکی، واشر تخت پلاستیکی، واشر کیسه PTFE، واشر لاستیکی آزبست، واشر تخت فلزی، واشر فلزی به شکل خاص، واشر ختنه گاه فلزی، واشر موج، واشر زخمی و غیره.
(1) واشر تخت لاستیکی: تغییر شکل آسان، فشرده شدن آسان، اما مقاومت در برابر فشار و دما ضعیف است، فقط در مکان هایی با فشار کم و دمای پایین استفاده می شود. لاستیک طبیعی دارای مقاومت اسیدی و قلیایی خاصی است و دمای عملیاتی آن نباید از 60 درجه تجاوز کند. لاستیک نئوپرن همچنین می تواند اسیدها و قلیایی های خاصی را تحمل کند و دمای عملیاتی آن 80 درجه است. لاستیک نیتریل در برابر روغن مقاوم است و تا 80 درجه قابل استفاده است. عملکرد دما نیز قوی تر از لاستیک معمولی است و می توان از آن در 150 درجه متوسط استفاده کرد.
(2) واشر لاستیکی O شکل: شکل بخش یک دایره کامل است و اثر خود سفت شدن خاصی دارد. اثر آب بندی بهتر از واشر تخت است و نیروی فشار کمتر است.
(3) واشر تخت پلاستیکی: بزرگترین ویژگی پلاستیک مقاومت در برابر خوردگی خوب آن است و اکثر پلاستیک ها مقاومت دمایی ضعیفی دارند. PTFE تاج پلاستیک است. این نه تنها مقاومت بسیار خوبی در برابر خوردگی دارد، بلکه دامنه دمایی نسبتاً وسیعی نیز دارد. می توان آن را برای مدت طولانی در محدوده -180 درجه - به علاوه 200 درجه استفاده کرد.
(4) واشر پیچیده شده با PTFE: به منظور نمایش کامل مزایای PTFE و جبران کشش ضعیف آن، از آن به صورت واشر پیچیده شده با لاستیک PTFE یا لاستیک آزبست ساخته می شود. به این ترتیب، نه تنها مقاومت در برابر خوردگی واشر تخت PTFE را دارد، بلکه خاصیت ارتجاعی خوبی نیز دارد که باعث افزایش اثر آب بندی و کاهش نیروی فشار می شود. شکل مقطع آن در شکل 4-20 نشان داده شده است.
(5) واشر لاستیکی آزبست: برش از ورق لاستیکی آزبست. اجزای آن 60-80 درصد آزبست و 10-20 درصد لاستیک، و همچنین مواد پرکننده و ولکانیزه است. دارای مقاومت حرارتی خوب، مقاومت در برابر سرما و پایداری شیمیایی است و در عرضه فراوان و از نظر قیمت ارزان است. هنگام استفاده، نیروی فشار لازم نیست خیلی زیاد باشد. از آنجایی که می تواند به فلز بچسبد، بهتر است سطح را با یک لایه پودر گرافیت بپوشانید تا از برداشتن سخت جلوگیری شود.
چهار رنگ ورق لاستیکی آزبست وجود دارد: خاکستری، مورد استفاده برای فشار کم (مارک XB-200، مقاومت در برابر فشار کمتر یا برابر با 16 کیلوگرم بر سانتیمتر مربع، مقاومت در برابر دما 200 درجه). قرمز، مورد استفاده برای فشار متوسط (مارک XB-350، مقاومت در برابر فشار تا 40 کیلوگرم بر سانتیمتر مربع، مقاومت در برابر دما 350 درجه). بنفش، مورد استفاده برای فشار بالا (درجه XB-450، مقاومت در برابر فشار 100kg/cm2 مقاومت در برابر دمای 450 درجه) سبز، برای روغن استفاده می شود، مقاومت در برابر فشار نیز بسیار خوب است.
(6) حلقه گرمایش تخت فلزی: سرب، مقاومت در برابر دما 100 درجه؛ آلومینیوم 430 درجه؛ مس 315 درجه؛ فولاد کم کربن 550 درجه؛ نقره 650 درجه ; نیکل 810 درجه؛ آلیاژ مونل (نیکل-مس) 810 درجه، فولاد ضد زنگ 870 درجه. در میان آنها، سرب مقاومت فشار ضعیفی دارد، آلومینیوم می تواند 64 کیلوگرم بر سانتی متر مربع را تحمل کند و سایر مواد می توانند فشار بالا را تحمل کنند.
(7) واشرهای ناهمسانگرد فلزی:
واشر لنز: خاصیت خود سفت شدن دارد و برای شیرهای فشار قوی استفاده می شود.
واشر بیضی: همچنین متعلق به واشرهای فشار قوی خود سفت شونده است.
واشر مخروطی دوبل: برای مهر و موم خود سفت شونده داخلی با فشار بالا استفاده می شود.
به علاوه مربع، لوزی، مثلث، شکل دندانه، شکل دم کبوتر، B شکل، شکل C و ... وجود دارد که عموما فقط در شیرهای فشار قوی و متوسط استفاده می شود.
(8) واشر غلاف فلزی: فلز دارای مقاومت در برابر دما و فشار خوب و کشش خوب است. مواد پوست ختنه گاه شامل آلومینیوم، مس، فولاد کم کربن، فولاد ضد زنگ، آلیاژ مونل و ... می باشد که مواد پرکننده داخل آن شامل آزبست، پلی تترا فلوئورواتیلن، الیاف شیشه و ... می باشد.
(9) واشر موج: دارای ویژگی های نیروی فشار کم و اثر آب بندی خوب است. اغلب به صورت ترکیبی از فلز و غیر فلز استفاده می شود.
(10) واشر زخم: نوار نازک فلزی و نوار غیرفلزی است که محکم به هم می چسبند و به صورت دایره چند لایه پیچیده می شوند. قسمت مواج بوده و خاصیت ارتجاعی و آب بندی خوبی دارد. تسمه فلزی را می توان از فولاد 08، 0Cr13، 1Cr13، 2Cr13، 1Cr18Ni9Ti، مس، آلومینیوم، تیتانیوم، آلیاژ مونل و غیره ساخت. مواد غیر فلزی نواری شامل آزبست، پلی تترا فلوئورواتیلن و غیره می باشد.
در بالا، هنگام توصیف عملکرد واشرهای آب بندی، برخی از ارقام ذکر شده است. لازم به ذکر است که این اعداد ارتباط نزدیکی با فرم فلنج، شرایط محیطی و تکنیک های نصب و تعمیر دارند. گاهی اوقات می توان از آنها تجاوز کرد و گاهی اوقات نمی توان به آنها رسید. علاوه بر این، خواص مقاومت فشار و دما نیز متقابلاً تغییر میکنند. به عنوان مثال، هر چه دما بالاتر باشد، مقاومت بیشتر است. توانایی فشار اغلب کاهش می یابد و این مشکلات ظریف فقط در عمل قابل درک هستند.
2) مواد و فن آوری های جدید
واشرهای آب بندی معرفی شده در بالا جامع نیستند و فناوری آب بندی به سرعت در حال توسعه است. مثالهای زیر چندین ماده جدید و فناوریهای جدید را معرفی میکنند.
(1) آب بندی مایع: با توسعه سریع صنعت سنتز آلی پلیمری، درزگیرهای مایع برای آب بندی استاتیک ظاهر شده اند. این فناوری جدید معمولاً آب بندی مایع نامیده می شود. اصل آب بندی مایع استفاده از چسبندگی، سیالیت و اثر فیلم تک مولکولی درزگیر مایع است (هرچه فیلم نازک تر باشد، تمایل به بازیابی طبیعی بیشتر است) و آن را مانند یک واشر تحت فشار مناسب کار می کند. بنابراین به درزگیر استفاده شده واشر مایع نیز می گویند.
(2) مهر و موم مواد خام PTFE: PTFE همچنین یک ترکیب آلی مولکولی بالا است. قبل از زینتر شدن به محصول، به آن ماده خام می گویند. این بافت نرم است و دارای اثر فیلم تک مولکولی است. نوار ساخته شده از مواد خام، نوار مواد خام نامیده می شود که می توان آن را در یک دیسک برای نگهداری طولانی مدت غلت داد. می توان آن را آزادانه در حین استفاده تشکیل داد و هر مفصلی، تا زمانی که فشار وجود داشته باشد، یک غشای حلقه ای شکل را تشکیل می دهد که به طور مساوی به عنوان مهر و موم عمل می کند. به عنوان واشر بین بدنه سوپاپ و پوشش سوپاپ در شیر، می توان شکافی را باز کرد و بدون بیرون آوردن دیسک یا دروازه در تسمه مواد خام فرو کرد. نیروی فشار کم است، به دست نمی چسبد، به سطح فلنج نمی چسبد، و تعویض آن بسیار راحت است. برای فلنج های زبانه و شیار مناسب است. مواد اولیه PTFE را می توان به صورت لوله و میله برای آب بندی نیز درآورد.
(3) حلقه O توخالی فلزی: خاصیت ارتجاعی خوب، نیروی فشار کوچک و اثر خود سفت شدن. می توان از مواد فلزی مختلفی استفاده کرد تا بتواند با دمای پایین، دمای بالا و محیط خورنده قوی سازگار شود.
(4) حلقه مهر و موم صفحه گرافیتی: در ذهن مردم، گرافیت ماده شکننده ای است که خاصیت ارتجاعی و چقرمگی ندارد، اما گرافیتی که به طور خاص تحت درمان قرار گرفته است، بافت نرم و خاصیت ارتجاعی خوبی دارد. به این ترتیب، مقاومت حرارتی و پایداری شیمیایی گرافیت را می توان در ماده واشر نشان داد. علاوه بر این، واشر دارای نیروی فشرده سازی کوچک و اثر آب بندی عالی است. این گرافیت را می توان به صورت یک تسمه نیز درآورد که می توان آن را با یک تسمه فلزی ترکیب کرد و یک واشر زخمی با عملکرد عالی ایجاد کرد. پیدایش حلقههای آببندی صفحه گرافیتی و واشرهای زخمی گرافیتی{1}}یک پیشرفت بزرگ در آببندی مقاوم در برابر خوردگی در دمای بالا است. این نوع واشر در خارج از کشور به مقدار زیاد تولید و مورد استفاده قرار گرفته است.
