Торцевые уплотнения с масляной смазкой
Здесь будет рассмотрена версия торцевого уплотнения из карбида вольфрама и карбида кремния с масляной смазкой. Оно встречается в большинстве насосов Gorman-Rupp серии T (шламовые), серии S (погружные), серии PA (Prime Aire (с принудительным всасом)) и промышленных насосах (серия 0, серия 10 и серия 80). Узнаем, в чем особенности этого торцевого уплотнения, почему Gorman-Rupp использует именно его, зачем оно нужно и как его заменить.
Определения
Карбид вольфрама — это материал, из которого изготавливают поверхности торцевого уплотнения. Материал двухкомпонентный: вольфрам и углерод соединяются в карбид вольфрама в матрице. В данном случае материалом является кобальт. Поверхность торцевого уплотнения формируется путем помещения комбинированных материалов в форму под воздействием экстремального давления и температуры.
Спеченный карбид кремния — это материал для изготовления поверхностей торцевого уплотнения. Карбид кремния обладает высокой износостойкостью, а также хорошими механическими свойствами, включая температурную прочность и стойкость к термическому удару. Карбид кремния, как техническая керамика, производится двумя основными способами. Реакционно-связанный карбид кремния изготавливается путем пропитки прессованных порошковых деталей из смесей карбида кремния и углерода с жидким кремнием. Кремний реагирует с углеродом, образуя карбид кремния. Продукт реакции связывает частицы карбида кремния. Спеченный карбид кремния производится из чистого порошка карбида кремния с неоксидными спекающими добавками. Используются обычные процессы формования керамики, и материал спекается в инертной атмосфере при температурах до 2000°C или выше.
Двойные плавающие, самовыравнивающиеся — это характеристика, которая описывает свойства неподвижных и вращающихся поверхностей торцевого уплотнения. Эластомеры, прилегающие к поверхностям торцевого уплотнения, позволяют поверхностям уплотнения изменять угол наклона из-за отклонения вала и выравниваться.
Масляная смазка — описывает способ смазки торцевого уплотнения. Масло, подаваемое через резервуар в конструкции насоса, позволяет масляной пленке поддерживать поверхности торцевого уплотнения и способствует передаче тепла от них.
Почему Gorman-Rupp использует это торцевое уплотнение
В конце 1950-х годов компания Gorman-Rupp разрабатывала линейку погружных насосов. Торцевое уплотнение для этой линейки должно было быть прочным и надежным, поскольку насосы были предназначены для работы с сильно загрязненными жидкостями. У крупного производителя торцевых уплотнений John Crane спросили, сможет ли карбид вольфрама, который тогда продавался под маркой «карболой» (carboloy), работать в паре с таким же материалом в качестве поверхностей торцевого уплотнения. Специалист компании John Crane ответил, что это невозможно.
Этот ответ не устроил Gorman-Rupp – компанию, в которой придерживаются принципа «все возможно». Поэтому Gorman-Rupp закупила оборудование для изготовления поверхностей торцевого уплотнения из карбида вольфрама. В результате оказалось, что этот материал можно использовать в качестве поверхности торцевого уплотнения, и он лучше любого другого доступного материала. Остальная часть узла была спроектирована вокруг узла торцевого уплотнения серии T, что позволило увеличить прогиб вала по сравнению с существующими конструкциями торцевых уплотнений. Идея конструкции этого блока принадлежала менеджеру по обслуживанию.
Следующим шагом стала установка торцевого уплотнения в насосы для полевых испытаний. Эта конструкция оказалась настолько удачной, что была запатентована и до сегодняшнего дня остается практически неизменной. Единственное исключение – конструкция картриджа, в которой компоненты скрепляются как единое целое, а не первоначальный способ сборки.
Gorman-Rupp стала первой компанией, использовавшей «карболой» как для неподвижных, так и для вращающихся поверхностей торцевого уплотнения. Этот материал был первым, представленным в линейке погружных насосов для подрядчиков. Он превратился в карбид титана, который сегодня широко известен на рынке торцевых уплотнений. В последние годы карбид вольфрама считается предпочтительным материалом для изготовления торцевых уплотнений.
Gorman-Rupp также предложила торцевое уплотнение из карбида кремния. С тех пор компания продолжает опережать конкурентов, поставляя новые и улучшенные материалы для поверхностей торцевых уплотнений. Сегодня для большинства насосов Gorman-Rupp предлагает композитный материал из спеченного карбида кремния, содержащий свободный графит. Он улучшает смазывающую способность для большей устойчивости при работе всухую и повышенной стойкости к тепловому удару по сравнению с обычными спеченными материалами. Благодаря присутствию графита этот материал также обеспечивает лучшее значение критерия PV (произведение давления на скорость) между сопряженными парами твердых поверхностей.
Торцевое уплотнение стандартно поставляется с эластомерами Viton. Оно также доступно с другими эластомерами для более сложных областей применения.
С учетом вышеизложенного, двойное плавающее самовыравнивающееся механическое торцевое уплотнение с масляной смазкой Gorman-Rupp доступно в нескольких комбинациях поверхностей уплотнения и эластомеров.
Чем это торцевое уплотнение полезно для вас
Двойное плавающее, самовыравнивающееся механическое торцевое уплотнение с масляной смазкой обладает рядом преимуществ:
- Твердость поверхности уплотнения. По шкале Мооса, где 1 — самый мягкий, а 10 — самый твердый (алмаз — 10 по шкале Мооса), поверхность карбида вольфрама составляет 9, а карбид кремния — от 9 до 10.
- Устойчивость к коррозии. Металлические компоненты торцевого уплотнения обрабатываются, штампуются или отливаются из марок нержавеющей стали 316 и 18-8.
- Химическая стойкость. Для торцевого уплотнения стандартно используются эластомеры Viton, а также AFLAS и неопрена.
С учетом этих преимуществ, торцевое уплотнение обладает способностью противостоять абразивам, химической несовместимости и ненадлежащему обращению, что приводит к увеличению срока службы. Однако его важно правильно установить. Также срок службы может зависеть от скорости, области применения и качества обслуживания.
Как заменить торцевое уплотнение, если оно вышло из строя
Торцевое уплотнение почти не требует обслуживания. Рекомендуется периодически проверять масло в его полости. Масло может загрязнить перекачиваемая жидкость, и тогда оно становится молочно-белым, либо в него может попасть вода. Утечка может оказаться достаточно серьезной, чтобы вытолкнуть масло из полости торцевого уплотнения через смазочное оборудование. Если вода приобретает молочный цвет или в масле есть признаки воды, рекомендуется заменить масло, а также проверить оборудование. Если при этом масло не очищается, рекомендуется заменить торцевое уплотнение. Поскольку данная конструкция торцевого уплотнения поставляется с различными моделями насосов, для получения конкретных инструкций обратитесь к руководству по эксплуатации. Каждое торцевое уплотнение также поставляется с набором инструкций.
Общие инструкции по замене сборного узла торцевого уплотнения.
- Снять торцевое уплотнение с насоса. Очистить все детали от масла и загрязнений. Осмотреть детали на предмет износа и повреждений. Удалить заусенцы, которые могут повредить новый узел торцевого уплотнения при установке. Выбросить все старые детали торцевого уплотнения. Никогда не смешивайте старые детали с новыми. Готовясь к установке узла торцевого уплотнения, соберите все детали насоса.
- Подготовить неподвижное седло торцевого уплотнения, поз. A, нанеся тонкий слой масла на уплотнительное кольцо, установленное на внешнем диаметре неподвижного седла торцевого уплотнения. Извлечь неподвижную уплотняющую поверхность, поз. B, из стационарного гнезда торцевого уплотнения.
- Вдавить неподвижное седло торцевого уплотнения в пластину уплотнения, поз. B, так, чтобы уплотнительное кольцо неподвижной поверхности уплотнения было обращено к рабочему колесу. Перевернуть пластину уплотнения и осмотреть неподвижное гнездо торцевого уплотнения, чтобы убедиться, что оно полностью установлено и находится под прямым углом к отверстию неподвижного седла торцевого уплотнения.
- Установить неподвижную уплотняющую поверхность, поз. C, в неподвижное седло торцевого уплотнения, так, чтобы фаска на внешнем диаметре была направлена на вас. Очистить неподвижную поверхность торцевого уплотнения чистой безворсовой тканью. Поверхности можно очистить средством для очистки электрических контактов.
- Если этого требует модель насоса, следует установить на вал уплотнительное кольцо, поз. D.
- Установить пластину уплотнения на корпус подшипника.
- Если в насосе используется втулка вала, поз. E, установите на нее узел стакана и сильфона, поз. F. Для этого следует поместить втулку со скошенным концом или концом с подрезом в пределах внутреннего диаметра втулки на плоскую поверхность. Повернув фланец стакана вниз, плотно прижать узел стакана и сильфона к втулке, пока фланец стакана не коснется поверхности. Контакт с поверхностью обеспечивает перпендикулярность фланца стакана к втулке. Конец втулки с внутренним диаметром с фаской или зенковкой сначала устанавливается на вал и соответствует внутреннему радиусу вала насоса. На конце внутреннего диаметра гильзы с зенковкой обычно находится уплотнительное кольцо для уплотнения между втулкой и валом. Если требуется смазка для облегчения установки узла стакана и сильфона на втулку, нанесите легкое масло на внутренний диаметр сильфона. Не следует использовать смазку тяжелее моторного масла SAE 30, не содержащего моющих присадок, которое будет использоваться в насосе. Запрещается использовать вазелин, противоприхватные средства, консистентную смазку или суперсмазку, например, силикон или смазку компании STP. Идея смазки состоит только в том, чтобы облегчить установку узла клетки и сильфона на втулку. Избыточное количество смазки или неправильный выбор ее вида приведет к вращению сильфона на втулке. Сильфон торцевого уплотнения снабжен вулканизирующим компаундом по внутреннему диаметру. После установки давление приводной ленты, поз. G, установленной в узле стакана и сильфона, заставляет сильфон прилипать к втулке. Если этого прилипания не происходит, вращающаяся часть узла уплотнения будет вращаться с иной скоростью, чем насос, вызывая чрезмерный износ сильфона и стакана.
- Установить вращающуюся уплотняющую поверхность, поз. H, в стакан и сильфон так, чтобы плоская сторона была напротив сильфона, а фаска была обращена к вам. Очистить вращающуюся уплотняющую поверхность с помощью очистителя электрических контактов и безворсовой ткани.
- Надеть втулку, включая узел стакана и сильфона и вращающуюся уплотняющую поверхность, на вал так, чтобы уплотняющая поверхность была обращена к неподвижному седлу уплотнения, пока уплотняющие поверхности не соприкоснутся друг с другом.
- Используя вторую втулку или набор отверток, протолкнуть втулку через сильфон, пока она не упрется в буртик вала.
- Установить пружину, центрирующую шайбу пружины и необходимое количество прокладок, поз. I, J и K, чтобы обеспечить надлежащий зазор между уплотнительной пластиной и рабочим колесом.
- Установить рабочее колесо и закрепить его.
- Торцевое уплотнение смазывается моторным маслом без моющих присадок SAE 30. Заполнить полость уплотнения до необходимого уровня на глазке или в полости уплотнения.
Перед выполнением любого технического обслуживания обращайтесь к руководству по эксплуатации и техническому обслуживанию насоса. Каждый узел торцевого уплотнения, независимо от конструкции, поставляется с инструкциями по установке. Сверяйтесь с ними перед началом любого ремонта.
