ძალის დამაბალანსებელი მექანიკური ბეჭდების ახალი გზა

ტუმბოები მექანიკური ბეჭდების ერთ-ერთი ყველაზე დიდი მომხმარებელია. როგორც სახელწოდება გვთავაზობს, მექანიკური ბეჭდები არის კონტაქტური ტიპის ლუქები, დიფერენცირებული აეროდინამიკური ან ლაბირინთული უკონტაქტო ლუქებისგან.მექანიკური ბეჭდებიასევე ხასიათდება როგორც დაბალანსებული მექანიკური დალუქვა ანგაუწონასწორებელი მექანიკური ბეჭედი. ეს მიუთითებს იმაზე, თუ რა პროცენტი შეიძლება იყოს პროცესის ზეწოლა სტაციონარული დალუქვის სახის უკან. თუ დალუქვის პირი არ არის მიბმული დაწნულ პირთან (როგორც ამწეების ტიპის ლუქში) ან დალუქვის საჭირო წნევაზე არ არის დაშვებული დალუქვის პირის უკან მოხვედრა, პროცესის წნევა ააფეთქებს ლუქის სახეს უკან. და გახსნა. ლუქის დიზაინერმა უნდა გაითვალისწინოს ყველა საოპერაციო პირობა, რათა შეიმუშაოს ლუქი საჭირო დახურვის ძალით, მაგრამ არა იმდენი ძალით, რომ დანადგარი, რომელიც იტვირთება დინამიური დალუქვის პირზე, ქმნის ზედმეტ სითბოს და ცვეთას. ეს არის დელიკატური ბალანსი, რომელიც ქმნის ან არღვევს ტუმბოს საიმედოობას.

დინამიური დალუქვა სახეზეა გახსნის ძალის ჩართვით და არა ჩვეულებრივი გზით
დახურვის ძალის დაბალანსება, როგორც ზემოთ აღწერილი. ის არ გამორიცხავს საჭირო დახურვის ძალას, მაგრამ აძლევს ტუმბოს დიზაინერს და მომხმარებელს კიდევ ერთი ღილაკის მობრუნება, ნებადართულია აწონვის ან გადმოტვირთვის ნებადართული დახურვის ძალის შენარჩუნებისას, რაც ამცირებს სითბოს და ცვეთას და აფართოებს შესაძლო ოპერაციულ პირობებს.

მშრალი გაზის ბეჭდები (DGS), რომელიც ხშირად გამოიყენება კომპრესორებში, უზრუნველყოფს გახსნის ძალას დალუქვის პირებზე. ეს ძალა იქმნება აეროდინამიკური ტარების პრინციპით, სადაც წვრილი სატუმბი ღარები ხელს უწყობს გაზის წახალისებას ლუქის მაღალი წნევის პროცესის მხრიდან, უფსკრულისა და ლუქის ზედაპირის გასწვრივ, როგორც უკონტაქტო სითხის ფირის საკისარი.

მშრალი გაზის დალუქვის სახის აეროდინამიკური ტარების გახსნის ძალა. ხაზის დახრილობა წარმოადგენს უფსკრულის სიმტკიცეს. გაითვალისწინეთ, რომ უფსკრული არის მიკრონი.
იგივე ფენომენი გვხვდება ჰიდროდინამიკური ზეთის საკისრებში, რომლებიც მხარს უჭერენ ცენტრიდანული კომპრესორების უმეტესობას და ტუმბოს როტორებს და ჩანს როტორის დინამიური ექსცენტრისიტეტის ნახაზებზე, რომელიც ნაჩვენებია Bently-ით. . მექანიკურ ლუქებს არ აქვთ წვრილ სატუმბი ღარები, რაც შეიძლება აღმოჩნდეს აეროდინამიკური DGS სახეზე. შეიძლება არსებობდეს გზა, რომ გამოვიყენოთ გარე წნევით გაზის ტარების პრინციპები, რათა მოხდეს დახურვის ძალის აწონვა.მექანიკური დალუქვის სახეs.

სითხის ფირის მატარებელი პარამეტრების ხარისხობრივი ნახაზები ჟურნალის ექსცენტრიულობის თანაფარდობის მიმართ. სიმტკიცე, K და აორთქლება, D, მინიმალურია, როდესაც ჟურნალი ტარების ცენტრშია. როგორც ჟურნალი უახლოვდება ტარების ზედაპირს, სიმტკიცე და აორთქლება მკვეთრად იზრდება.

გარე წნევით აეროსტატიკური აირის საკისრები იყენებენ წნევით გაზის წყაროს, ხოლო დინამიური საკისრები იყენებენ ფარდობით მოძრაობას ზედაპირებს შორის უფსკრული წნევის შესაქმნელად. გარე ზეწოლის ტექნოლოგიას აქვს მინიმუმ ორი ფუნდამენტური უპირატესობა. უპირველეს ყოვლისა, ზეწოლის ქვეშ მყოფი გაზი შეიძლება იყოს შეყვანილი უშუალოდ დალუქვის პირებს შორის კონტროლირებადი გზით, ვიდრე გაზის წახალისება დალუქვის უფსკრულით ზედაპირული სატუმბი ღარებით, რომლებიც საჭიროებენ მოძრაობას. ეს შესაძლებელს ხდის ბეჭდის სახეების გამოყოფას როტაციის დაწყებამდე. იმ შემთხვევაშიც კი, თუ სახეები ერთმანეთთან არის შეკრული, ისინი გაიხსნება ნულოვანი ხახუნის დასაწყებად და ჩერდება, როდესაც ზეწოლა მოხდება უშუალოდ მათ შორის. გარდა ამისა, თუ ბეჭედი ცხელია, შესაძლებელია გარეგანი წნევით გაზარდოს წნევა ლუქის სახეზე. მაშინ უფსკრული გაიზრდებოდა პროპორციულად ზეწოლასთან ერთად, მაგრამ ათვლის სიცხე დაეცემა უფსკრულის კუბურ ფუნქციაზე. ეს აძლევს ოპერატორს სითბოს წარმოქმნის წინააღმდეგ ბერკეტების გამოყენების ახალ შესაძლებლობას.

კომპრესორებს კიდევ ერთი უპირატესობა აქვს იმაში, რომ სახეზე არ არის ნაკადი, როგორც ეს არის DGS-ში. სამაგიეროდ, ყველაზე მაღალი წნევა არის დალუქვის პირებს შორის, და გარე წნევა შემოვა ატმოსფეროში ან გამოდის ერთ მხარეს და კომპრესორში მეორე მხრიდან. ეს ზრდის საიმედოობას პროცესის უფსკრულის შენარჩუნებით. ტუმბოებში ეს შეიძლება არ იყოს უპირატესობა, რადგან შეიძლება არასასურველი იყოს შეკუმშვადი გაზის ტუმბოში შეყვანა. ტუმბოების შიგნით შეკუმშვადი აირები შეიძლება გამოიწვიოს კავიტაციის ან ჰაერის ჩაქუჩის პრობლემები. თუმცა, საინტერესო იქნებოდა ტუმბოებისთვის უკონტაქტო ან ხახუნის გარეშე დალუქვა ტუმბოს პროცესში გაზის ნაკადის უკმარისობის გარეშე. შესაძლებელია თუ არა გარე წნევით გაზის საკისარი ნულოვანი ნაკადით?

კომპენსაცია
ყველა გარე წნევის მქონე საკისრებს აქვს გარკვეული სახის კომპენსაცია. კომპენსაცია არის შეზღუდვის ფორმა, რომელიც აკავებს ზეწოლას რეზერვში. კომპენსაციის ყველაზე გავრცელებული ფორმაა ხვრელების გამოყენება, მაგრამ ასევე არსებობს ღარი, საფეხური და ფოროვანი კომპენსაციის ტექნიკა. კომპენსაცია საშუალებას აძლევს საკისრებს ან დალუქულ პირებს ერთმანეთთან ახლოს ატარონ შეხების გარეშე, რადგან რაც უფრო უახლოვდებიან ისინი, მით უფრო მაღალია გაზის წნევა მათ შორის, რაც აშორებს სახეებს.

მაგალითად, ბრტყელი ხვრელის ქვეშ კომპენსირებული გაზის საყრდენი (სურათი 3), საშუალოდ
უფსკრულის წნევა ტოლი იქნება საკისრის მთლიანი დატვირთვა გაყოფილი სახის ფართობზე, ეს არის ერთეული დატვირთვა. თუ ამ წყაროს გაზის წნევა არის 60 ფუნტი კვადრატულ ინჩზე (psi) და სახეს აქვს 10 კვადრატული ინჩი ფართობი და არის 300 ფუნტი დატვირთვა, ტარების უფსკრული იქნება საშუალოდ 30 psi. როგორც წესი, უფსკრული იქნება დაახლოებით 0,0003 ინჩი, და რადგან უფსკრული ძალიან მცირეა, ნაკადი იქნება მხოლოდ დაახლოებით 0,2 სტანდარტული კუბური ფუტი წუთში (scfm). იმის გამო, რომ არსებობს ხვრელის შემზღუდველი უფსკრულის წინ, რომელიც აკავებს წნევას რეზერვში, თუ დატვირთვა იზრდება 400 ფუნტამდე, ტარების უფსკრული მცირდება დაახლოებით 0,0002 ინჩამდე, რაც ზღუდავს ნაკადს უფსკრულიდან 0,1 scfm ქვემოთ. მეორე შეზღუდვის ეს ზრდა ხვრელის შემზღუდველს აძლევს საკმარის ნაკადს, რათა უფსკრულის საშუალო წნევა გაიზარდოს 40 psi-მდე და გააძლიეროს გაზრდილი დატვირთვა.

ეს არის კოორდინატთა საზომ მანქანაში (CMM) ტიპიური ხვრელის საჰაერო საკისრის ამოჭრილი გვერდითი ხედი. თუ პნევმატური სისტემა უნდა ჩაითვალოს „კომპენსირებულ საკისრად“, მას უნდა ჰქონდეს შეზღუდვა ტარების უფსკრული შეზღუდვის ზემოთ.
Orifice vs. Porous კომპენსაცია
ხვრელის კომპენსაცია კომპენსაციის ყველაზე ფართოდ გამოყენებული ფორმაა ტიპიურ ხვრელს შეიძლება ჰქონდეს ხვრელის დიამეტრი 0,010 ინჩი, მაგრამ რადგან ის კვებავს რამდენიმე კვადრატულ ინჩს ფართობს, ის იკვებება რამდენიმე რიგით მეტი ფართობით, ვიდრე თავისთავად, შესაბამისად სიჩქარე. გაზის შეიძლება იყოს მაღალი. ხშირად, ხვრელები ზუსტად იჭრება ლალის ან საფირონისგან, რათა თავიდან იქნას აცილებული ხვრელის ზომის ეროზია და, შესაბამისად, ცვლილებები ტარების მუშაობაში. კიდევ ერთი საკითხია ის, რომ 0,0002 ინჩზე დაბლა ხარვეზებზე, ხვრელის მიმდებარე ტერიტორია იწყებს ნაკადის ჩახშობას სახის დანარჩენ ნაწილში, რა დროსაც ხდება გაზის ფირის კოლაფსი. ხვრელი და ნებისმიერი ღარები ხელმისაწვდომია ამწევის დასაწყებად. ეს არის ერთ-ერთი მთავარი მიზეზი, რის გამოც გარე წნევით საკისრები არ ჩანს ბეჭდის გეგმებში.

ეს არ ეხება ფოროვანი კომპენსირებული ტარების შემთხვევაში, სამაგიეროდ, სიმტკიცე გრძელდება
იზრდება დატვირთვის მატებასთან ერთად და უფსკრული მცირდება, ისევე როგორც DGS-ის შემთხვევაში (სურათი 1) და
ჰიდროდინამიკური ზეთის საკისრები. გარე ზეწოლის ქვეშ მყოფი ფოროვანი საკისრების შემთხვევაში, საკისარი იქნება დაბალანსებული ძალის რეჟიმში, როდესაც შეყვანის წნევა გამრავლებულია ფართობზე უდრის საკისრის მთლიან დატვირთვას. ეს არის საინტერესო ტრიბოლოგიური შემთხვევა, რადგან არის ნულოვანი ლიფტი ან ჰაერის უფსკრული. იქნება ნულოვანი ნაკადი, მაგრამ ჰაერის წნევის ჰიდროსტატიკური ძალა კონტრ ზედაპირზე საკისრის ზედაპირის ქვეშ მაინც აწონის მთლიან დატვირთვას და იწვევს ხახუნის თითქმის ნულოვან კოეფიციენტს - მიუხედავად იმისა, რომ სახეები კვლავ კონტაქტშია.

მაგალითად, თუ გრაფიტის დალუქვის სახეს აქვს 10 კვადრატული ინჩის ფართობი და 1000 ფუნტი დახურვის ძალა, ხოლო გრაფიტს აქვს ხახუნის კოეფიციენტი 0,1, მას დასჭირდება 100 ფუნტი ძალა მოძრაობის დასაწყებად. მაგრამ 100 psi გარე წნევის წყაროსთან ერთად, რომელიც ფოროვანი გრაფიტის მეშვეობით მის სახეზეა გადატანილი, არსებითად ნულოვანი ძალა იქნება საჭირო მოძრაობის დასაწყებად. ეს იმისდა მიუხედავად, რომ ჯერ კიდევ არის 1000 ფუნტი დახურვის ძალა, რომელიც იჭერს ორ სახეს და რომ სახეები ფიზიკურ კონტაქტშია.

უბრალო ტარების მასალების კლასი, როგორიცაა: გრაფიტი, ნახშირბადები და კერამიკა, როგორიცაა ალუმინა და სილიციუმის კარბიდები, რომლებიც ცნობილია ტურბო მრეწველობისთვის და ბუნებრივად ფოროვანია, ამიტომ ისინი შეიძლება გამოყენებულ იქნას როგორც გარე წნევით საკისრები, რომლებიც წარმოადგენს უკონტაქტო სითხის ფირის საკისრებს. არსებობს ჰიბრიდული ფუნქცია, სადაც გარე წნევა გამოიყენება კონტაქტური წნევის ან ლუქის დახურვის ძალის ასაწონად იმ ტრიბოლოგიიდან, რომელიც მიმდინარეობს კონტაქტური ბეჭდის სახეებზე. ეს საშუალებას აძლევს ტუმბოს ოპერატორს მოარგოს რაღაც ტუმბოს გარეთ, რათა გაუმკლავდეს პრობლემურ პროგრამებს და უფრო მაღალი სიჩქარის ოპერაციებს მექანიკური ბეჭდების გამოყენებისას.

ეს პრინციპი ასევე ვრცელდება ჯაგრისებზე, კომუტატორებზე, ამგზნებლებზე ან ნებისმიერ კონტაქტურ გამტარზე, რომელიც შეიძლება გამოყენებულ იქნას მბრუნავ ობიექტებზე მონაცემების ან ელექტრული დენების მისაღებად ან გამორთვისთვის. რადგან როტორები უფრო სწრაფად ტრიალებს და ამოიწურება იზრდება, შეიძლება რთული იყოს ამ მოწყობილობების ლილვთან კონტაქტში შენახვა და ხშირად საჭიროა ზამბარის წნევის გაზრდა, რომელიც მათ ლილვზე აკავებს. სამწუხაროდ, განსაკუთრებით მაღალსიჩქარიანი მუშაობის შემთხვევაში, კონტაქტური ძალის ეს ზრდა ასევე იწვევს მეტ სითბოს და ცვეთას. იგივე ჰიბრიდული პრინციპი, რომელიც გამოიყენება ზემოთ აღწერილი მექანიკური დალუქვის პირებზე, შეიძლება გამოყენებულ იქნას აქაც, სადაც ფიზიკური კონტაქტია საჭირო ელექტრული გამტარობისთვის სტაციონარულ და მბრუნავ ნაწილებს შორის. გარე წნევა შეიძლება გამოყენებულ იქნას ჰიდრავლიკური ცილინდრიდან ზეწოლის მსგავსად, რათა შემცირდეს ხახუნი დინამიურ ინტერფეისზე, ამავე დროს გაზარდოს ზამბარის ძალა ან დახურვის ძალა, რომელიც საჭიროა ჯაგრისის ან დალუქვის პირის კონტაქტში მბრუნავ ლილვთან შესანარჩუნებლად.