г. Москва, проезд Серебрякова, 2к1, этаж 8, офис 7
Ежедневно 10:00 - 18:00
Заказать звонок
Войти
Телефоны
+7 495-181-51-97
Основной офис и склад

Торцовые уплотнения для абразивных сред, содержащих песок и твердые частицы

13 апр 2023

       Абразивные инородные частицы, находящиеся в уплотняемой среде, весьма существенно снижают долговечность торцового уплотнения. Даже при исполь­зовании в паре трения материалов с высокой износостойкостью следует по возможности не допускать попадания абразивных ча­стиц в уплотнительный зазор.

      Соответствующим выбором материалов пар трения и конструк­ций, а также дополнительными мерами можно обеспечить высокую стойкость уплотнений и при работе с абразивными средами.

      При некоторых обстоятельствах сложности могут возникнуть даже в относительно простых условиях, например, при работе уп­лотнений насосов плавательных бассейнов с сильно загрязнен­ной, содержащей известь или фильтруемой через кизельгур водой.

      В конструкции, показанной на рис. 168, коническая нажимная пружина вследствие насосного эффекта препятствует отложению твердых частиц в полости уплотнения, а циркуляция по направле­нию к нагретой поверхности трения позволяет одновременно удер­живать температуру на низком уровне.


Рис. 168. Торцовое уплотнение на­соса, предназначенного для плава­тельного бассейна [2*]:

1 — антрацитное уплотнительное кольцо; 2 — износостойкое контркольцо; 3 — ко­ническая нажимная пружина


       Удлинив ступицу ротора, можно отказаться от коррозионно­стойкого исполнения вала двигателя. В рассматриваемом случае наряду с высокой износостойкостью контактная пара должна быть работоспособной при аварийном режиме, поскольку необходимо считаться с возможностью су­хого трения в специфических ус­ловиях эксплуатации, например, при засасывании грязи со дна.

      Особые требования следует предъявлять к уплотнениям, работающим, например, в на­сосах, погруженных в сильно загрязненные строительные кот­лованы. Ввиду высокой степени загрязнения перекачиваемых сред (доля твердых частиц мо­жет превышать 50%) первичное уплотнение необходимо конст­руировать с расчетом на высо­кую износостойкость (рис. 169). В этом случае используют, в частности, пару трения кар­бид вольфрама/карбид вольфрама. При понижении уровня перекачиваемой среды в первичном уплотнении с твердосплав­ными накладками может возникать чреватое опасностью растре­скивания от тепловых напряжений сухое трение, при котором коэффициент / достигает значений, превышающих 0,3. Поэтому в насосах предусматривают масляный резервуар, обеспечивающей охлаждение и достаточную смазку первичного уплотнения с по­дачей ее по направлению действия центробежных сил.


Рис. 169. Погружной насос с торцовыми уплотнениями, разме­щенными по тандемной схеме [2*]:

1 — первичное уплотнение с двусторонними твердосплавными наклад­ками; 2 — вторичное уплотнение, работоспособное в аварийном ре­жиме


      От попадания масла двигатель защищается вторичным уплот­нением, работоспособным в аварийном режиме, в течение длитель­ного времени эксплуатации и при понижении уровня смазки. Из-за повышенных температур, возникающих при этом в первичных уп­лотнениях, предпочтительнее использовать кольца круглого се­чения из фторсодержащих эластомеров типа витона. Выбрав соот­ветствующую конструкцию ступицы ротора (см. рис. 169), можно избежать опасности блокировки при попадании в полость уплот­нения проволоки или каната.

      В отличие от торцовых уплотнений (см. рис. 169) уплотнение, выполненное по тандемной схеме (рис. 170), требует определен­ного направления вращения.

Рис. 170. Торцовое уплотнение для строительного котлована, смон­тированного по тандемной схеме и зависящее от направления враще­ния в насосе [2*]:

1 — первичное уплотнение; 2 — вто­ричное уплотнение; 3 — полость, за­полненная маслом; 4 — зона охла­ждения и циркуляции 


        При увеличенных диаметрах вала и скоростях скольжения необходимо предусматривать зону циркуляции и охлаждения 4 достаточных размеров, поскольку при сухом трении в насосе отвод теплоты от уплотнительных с твердосплавными накладками ко­лец, расположенных со стороны перекачиваемого продукта, уже недостаточен.

        Загрязненные среды в случае, если они находятся под высоким давлением, могут обусловливать лункообразные размывы поверх­ностей трения.

        Неподвижное угольное контркольцо с подобными лункообраз­ными размывами показано на рис. 171. Этот эрозионный износ был результатом внезапного прорыва воды в шахту, содержащей увеличенное количество твердых частиц. Угол входа твердых частиц хорошо виден на рис. 171. Поданным Коха [148], абразив­ные частицы могут откладываться также в зазоре между валом и контркольцом, приводя к сильному износу этих деталей.

        На рис. 172 хорошо видны эрозионные раковины в конструк­ционном материале контркольца, проработавшего 6600 ч. В по­добных случаях лучше всего работают гидродинамические торцо­вые уплотнения двойного действия, размещенные со стороны пере­качиваемого продукта. Подпитка чистой промывочной средой позволяет полностью исключить блокировку и эрозию даже при критических условиях эксплуатации. В связи с этим следует отметить проблему уплотнения катков и приводных звездочек гусеничных ма­шин, работающих в слож­ных условиях.

        На рис. 173 показано компактное и весьма надежное уплотнение катка, в котором уплотнительное кольцо 2, монтируемое напрессовкой с диаметральным натягом 15—20%, одновременно является амор­тизирующим и обеспечивает прижатие поверхностей с удельной нагрузкой рf=3 кгс/см2.


       Пара трения должна быть по возможности коррози­онностойкой, поскольку иначе из-за образования ржавчины, например, во время простоев, возможно увеличение износа и утечек.

       При больших размерах колец 2 круглого сечения (см. рис. 173) затрудняется отвод теплоты трения от торцовых поверхностей, поэтому такие уплотнения следует применять при скоростях ʋg ≤5 м/с с кон­систентной и ʋg≤ 10 м/с с жидкой смазкой.

       Конструкция, приведенная на рис. 174, характеризуется луч­шей парой трения и лучшими условиями отвода теплоты, поэтому при использовании фторсодержащих эластомеров ее можно эксплу­атировать при скорости скольжения до 20 м/с. В обоих случаях (рис. 173 и 174) консистентная или жидкая смазка, в которой при­садкой графита определяется работоспособность в аварийном режиме, попадает под действием центробежных сил в уплотнитель­ный зазор и, с одной стороны, смазывает поверхности трения, а с другой стороны, препятствует проникновению туда воды и грязи.

 



Источник: Майер Э. Торцовые уплотнения. Пер. с нем