Οι μηχανικές σφραγίδες, ως ένα από τα πιο κρίσιμα στοιχεία σφραγίδωσης σε περιστρεφόμενους εξοπλισμούς, χρησιμοποιούνται ευρέως σε δομές όπως αντλίες, συμπιεστές, κιβώτια ταχυτήτων και αντιδραστήρες.Η λειτουργία τους είναι να αποτρέπουν τη διαρροή μέσων (όπως το λάδιΕξαιτίας των πολύπλοκων συνθηκών λειτουργίας όπου η επιφάνεια σφράγισης εναλλάσσεται μεταξύ υψηλής ταχύτητας, μικροδιαστολής, επαφής και μη επαφής,το σχέδιο ανοχής των εξαρτημάτων σφράγισης επηρεάζει άμεσα την αξιοπιστία και τη διάρκεια ζωής του εξοπλισμού.

Η παρούσα εργασία θα ξεκινήσει με την ανάλυση της μηχανικής δομής σφραγίδας, θα εξηγήσει συστηματικά τα βασικά σημεία ελέγχου ανοχής των μηχανικών εξαρτημάτων σφραγίδας,και να δώσει τυπικό σχέδιο αντιστοίχισης και προτάσεις συναρμολόγησης.

Σύντομη περιγραφή της δομής και της αρχής λειτουργίας της μηχανικής σφραγίδας

Η μηχανική σφραγίδα αποτελείται κυρίως από δύο βασικά στοιχεία:

Δαχτυλίδι κίνησης (Rotary Ring): περιστρέφεται με τον άξονα

Στατικός δακτύλιος (σταθερός δακτύλιος): σταθερός στο περίβλημα και ακινητός

Τα δύο σχηματίζουν ένα δυναμικό ζευγάρι σφράγισης μέσω της επίπεδης όψης τερματικής σφράγισης και διατηρούν μια κατάσταση μικροεπικοινωνίας με το υγρό φιλμ βασιζόμενοι στην δύναμη του ελατηρίου πριν από την ένταση για να επιτευχθεί η σφράγιση.

Το κενό μεταξύ των επιφανειών σφράγισης είναι συνήθως μεταξύ 0,3 και 1 μm. Κάθε ανοχή που υπερβαίνει το όριο μπορεί να οδηγήσει σε:

Ελαττώματα σφράγισης → μέση διαρροή

Σφραγίσματα πολύ σφιχτά → υπερβολική ταχεία φθορά, θέρμανση, συντρίχωση

Βασικά σημεία ελέγχου ανοχής για μηχανικά εξαρτήματα σφράγισης

1. Η τοποθέτηση μεταξύ του άξονα και της κινητής έδρας δαχτυλίδι

Συνιστώμενη ζεύξη: h6/k5 ή h6/m5

Το δαχτυλίδι κίνησης απαιτείται να περιστρέφονται συγχρονικά με το άξονα χωρίς γλιστρώσει

Υπερβολική προσαρμογή → δύσκολη εγκατάσταση, συγκέντρωση στρες

Αν το ρεύμα είναι πολύ μικρό, το κινούμενο δαχτυλίδι θα γλιστρήσει και η σφραγίδα θα αποτύχει

2Ο εξωτερικός κύκλος του στατικού δαχτυλιδιού ταιριάζει με την τρύπα του κέλυφου.

Συνιστώμενη ζεύξη: H7/n6 ή H7/p6

Απαιτείται να είναι σφραγισμένο και σταθερά τοποθετημένο, και δεν μπορεί να περιστρέφεται ή εκκεντρική

Εάν χρησιμοποιείται ελαστικός δακτύλιος O για την άμυνα, η θέση πρέπει να είναι σφιχτή ώστε να αποφεύγεται η κίνηση

3Σφραγισμένο σύστημα ελέγχου άλματος.

Μέγιστο επιτρεπόμενο άλμα άξονα: ≤ 3~5μm

Η κυκλική εκροή επηρεάζει την προσαρμογή της επιφάνειας σφράγισης και προκαλεί αστάθεια του φιλμ σφράγισης

Προτείνεται να εξασφαλίζεται η ακρίβεια της μηχανικής επεξεργασίας και της άλεσης μέσω της δυναμικής επεξεργασίας ισορροπίας

Προβλήματα σφράγισης και περιπτώσεις που προκαλούνται από κακή ανοχή

Τυπική δομική ανοχή αναφοράς προσαρμογής

Συστάσεις συναρμολόγησης για τον έλεγχο της σφραγισμένης ανοχής

Η επιφάνεια του τερματικού σημείου σφράγισης πρέπει να καθαρίζεται και να λιπαίνεται πριν από την εγκατάσταση, ώστε να αποφεύγεται η ξηρή τριβή.

Ο κινούμενος δακτύλιος και ο στατικός δακτύλιος δεν πρέπει να χτυπούνται με σφυρί, αλλά χρησιμοποιούνται με ειδικά εργαλεία καθοδήγησης.

Η προσαρμογή με ανοχή πρέπει να διασφαλίζεται ότι δεν παρουσιάζει τρύπες, γρατζουνιές και εκκεντρική συμπίεση.

Συνιστάται η διόρθωση της δυναμικής ισορροπίας, ιδίως σε υψηλές ταχύτητες (> 3000 στροφές ανά λεπτό)

Η απόδοση σφράγισης της μηχανικής σφραγίδας εξαρτάται σε μεγάλο βαθμό από τον αξιακό έλεγχο της ροής και το σχεδιασμό παρεμβολών

Κάθε μικρή απόκλιση από την ανοχή ζεύξης πολλαπλασιάζεται σε κίνδυνο διαρροής.

Η επιλογή του κατάλληλου βαθμού αντιστοίχισης και η προσοχή στην τραχύτητα της επιφάνειας και το σφάλμα σχήματος της μηχανικής είναι οι βασικές στρατηγικές για τη διασφάλιση της αξιόπιστης σφραγίδωσης

Συνιστάται να καταρτίζεται κατάλογος ανοχής σφράγισης στο στάδιο του σχεδιασμού της δομής και να καθορίζονται σημεία δοκιμής και πρότυπα αποδοχής κατά τη διαδικασία συναρμολόγησης.