Научный руководитель: доктор тех.наук, профессор Э.А. Петровский

Сибирский федеральный университет

 

Повреждение торцевого уплотнения (ТУ) является самой распространенной причиной простоя насоса.

Характер повреждения уплотнения вала значительно зависит от конструктивных особенностей уплотнения и условий эксплуатации.

На поврежденном уплотнении вала можно увидеть, что именно было повреждено, но причину повреждения часто нужно искать, руководствуясь информацией о насосе и условиях его работы.

На диаграммах (рис.1) показано, что повреждение уплотнения вала, несомненно, является самой распространенной причиной поломки насоса[1].

 

Рисунок 1 – Распределение причин поломки насосов и расходов на ремонт

Описание конструкции и элементов торцевого уплотнения

Конструкция центробежного насоса со сквозным валом не исключает протечек. Торцевое уплотнение вала, по сути, представляет собой дроссель, смонтированный на валу. Оно сводит к минимуму вероятность утечки из рабочей полости насоса. Чтобы снизить вероятность утечки, зазор между неподвижной и вращающейся частями уплотнения должен быть минимальным [4].

Более практичное решение - установка вращающегося уплотнительного кольца на вал и неподвижного уплотнительного кольца ("седла") в корпус насоса.

Вторичные уплотнения представляют собой резиновые детали, используемые для того, чтобы предотвратить утечку между валом и вращающимся уплотнительным кольцом, а также между неподвижным "седлом" и корпусом насоса.

Чтобы свести утечку к минимуму, вращающееся уплотнительное кольцо должно быть плотно прижато к "седлу". Для обеспечения осевой гибкости вторичным уплотнением должен быть либо компенсатор, либо кольцевое уплотнение, скользящее по валу.

Вторичное уплотнение, обеспечивающее герметизацию между "седлом" и корпусом насоса, неподвижно.

Вращающаяся пружина прижимает вращающуюся часть уплотнения к "седлу" и вращающееся уплотнительное кольцо к валу.

Корпус передачи крутящего момента обеспечивает вращение вращающейся части уплотнения вместе с валом.

Классификация повреждений торцевых уплотнений вала

В результате исследований торцевого уплотнения типа ТМ-М используемого в центробежном насосе НМ 10000-210, были выявлены следующие причины повреждений торцевых уплотнений вала.

 

Таблица 1 – нарушения торцевых уплотнений вала.

Повреждения вследствие отсутствия смазки.	Повреждения вследствие загрязнения.	Повреждения вследствие химического и физического воздействия	Повреждения вследствие неправильной установки.	Повреждения вследствие изменения условий работы
- Работа без смазки; - Недостаточность смазки	- Заклинивание ТУ; - Расширение зазора уплотнения; - Засорение; - Частицы и отложения; - Заедание;	- Набухание эластомеров; - Старение резиновых деталей; - Старение при хранении; - Атмосферное старение; - Коррозия;	- Несоосность; - Сборка; - Монтаж;	- Давление; - Температура; - Отсутствие или недостаточность потока; жидкости; - Недостаточная вентиляция; - Вибрация;

Предлагаемые методы решения проблемы

Для повышения технологической и экономической выгоды предлагается произвести замену торцового уплотнения вала насоса.

Рисунок 2 – Торцевое уплотнение.

1 - уплотнение резервное; 2 – шпонка; 3 – болт; 4 – штифт; 5 – корпус; б — обойма; 7 – гильза; 8 - гайка круглая; 9 – крышка; 10 – пружина; 11 – поводок; 12 - шайба стопорная, 13 – болт; 14,15,16 - кольца уплотнительные; 17 - гайка круглая; 18 - кольцо.

 

Используемая конструкция и применяемая пара трения из карбида кремния, имеет следующие преимущества:

1) Конструктивное исполнение патронного типа, которое позволяет производить разборку и сборку без демонтажа крышки насоса, а также снижает трудоемкость установки-снятия торцового уплотнения;

2) Работа ТУ на очищенной от механических примесей нефти в циклонном сепараторе и подача ее для охлаждения торцового уплотнения;

3) Увеличение срока службы и надежности работы ТУ при работе на очищенной нефти;

4) Конструкция ТУ позволяет организованно отводить утечку уплотняемой жидкости, при этом значительно снижается загазованность в обслуживаемом помещении;

5) Возможность производить продувку уплотнений горячим паром для очистки их от отложений парафина и тяжелых фракций нефти без демонтажа и разборки торцового уплотнения.

Тем самым модернизация позволила увеличить среднюю наработку на отказ с 7000 часов до 15000 торцевого уплотнения вала.

 

Список литературы

1. Бьерг К. Торцевые уплотнения вала насосов. Copyright 2009 GRUNDFOS Management A/S

2. Майер Э. Торцовые уплотнения. М.: Машиностроение, 1978.

3. Оркатт Р. Исследование работы и повреждения механических торцовых уплотнений. Проблемы трения и смазки. 1969.

4. Мельник В.А. Параметры управ­ления и оптимизации характеристик тор­цового уплотнения. – Машиностроитель. 2002.

5. Голубев А. И., Гафт Я. З. Исследование модифицированной конструкции торцевого уплотнения. – Вестник машиностроения, 1978.

УДК 622.692.4:681.586.48

 

⇐ Предыдущая31323334353637383940Следующая ⇒

Поделиться: