Знание
Анализ причин отказов механических уплотнений по видам отказов
Анализируя причины выхода из строя, можно повысить технический уровень применяемых торцовых уплотнений. Улучшения в конструкции конструкции в значительной степени являются результатом анализа отказов. Чтобы быть максимально точным при анализе отказов, иногда требуется время и даже использование специальных методов тестирования.
1. Повреждение материалов торцов термическими нагрузками
Выемка на одном или обоих торцах — явление, указывающее на то, что два торца разделены слишком большим расстоянием, и когда два торца затягиваются с усилием, образуется зазор. Распространенной причиной отрыва торца является быстрое испарение среды. Например, в воде, особенно в системах горячего водоснабжения или жидкостях, содержащих конденсат, вода расширяется при испарении, разделяя таким образом две торцевые поверхности. Кавитация в насосе в сочетании с засорением уплотнения также может быть причиной зазора на поверхности уплотнения. В этом случае это не вызвано вибрацией или смещением муфты, так как этого недостаточно, чтобы вызвать зазор на торце.
Снижение температуры торцевой поверхности является распространенным методом предотвращения повреждения торцевой поверхности, вызванного быстрым испарением среды. Кроме того, выгодно использовать группы материалов с хорошей теплопроводностью, например, использование карбида на основе никеля с графитом, импрегнированным медью. Кроме того, использование сбалансированных торцовых уплотнений, или использование специального сальника с внешним впрыском жидкостного охлаждения, или непосредственное охлаждение полости уплотнения и т. д., для снижения температуры торца уплотнения весьма эффективно.
При выходе из строя механического уплотнения со стороны трения на торце часто остается очень мелкая радиальная трещина, или радиальная трещина с волдырями, или даже растрескивание. Это вызвано перегревом уплотнений, особенно керамических, карбидных уплотняющих поверхностей, подверженных этому типу повреждений. Плохая смазка, перегрузка, высокая рабочая температура, высокая линейная скорость, неправильное сочетание парных материалов, любой из этих факторов или наложение нескольких факторов могут привести к чрезмерному трению, если тепло трения не может быть отведено своевременно. , это приведет к термическому растрескиванию. Эти мелкие трещины подобны режущим кромкам, режущим угольный графит или другие сопряженные материалы, что приводит к чрезмерному износу и утечке кора. Чтобы решить проблему перегрева уплотнения, помимо изменения коэффициента баланса торца и снижения нагрузки, вы также можете использовать статические уплотнения и добавить направляющую втулку для нагнетания жидкости цикла охлаждения к поверхности уплотнения или открыть гидродинамическую канавку. на торце уплотнения решить.
Наличие множества крошечных горячих точек и отдельных участков обесцвечивания на трущихся торцах свидетельствует о деформации уплотнения под действием высокого давления и термического воздействия. Для теплового искажения торца следует использовать метод конечных элементов для расчета анализа и улучшения конструкции уплотнительного кольца.
Уплотнительное кольцо с поверхностным напылением из твердого материала, либо из напыленной керамики, либо из карбида, может отслаиваться или отслаиваться с поверхности под действием термической нагрузки на основной материал. Возникновение этого явления указывает на то, что уплотнение имеет избыточное сухое трение. Устранить
Чтобы устранить это явление, прежде всего, мы должны проверить, достаточно ли смазки и охлаждения уплотнения, не заблокирована ли система охлаждения, правильно ли работает, и принять соответствующие контрмеры в соответствии с реальной ситуацией.
2. По следам износа проанализировать причину поломки.
Следы износа могут отражать движение и износ движущихся частей. Каждый след износа может дать полезную информацию для анализа неисправностей. Например, следы износа пары трения ровные и нормальные, а детали хорошо подогнаны, значит, машина имеет хорошую соосность. Если на торцевой поверхности уплотнения по-прежнему возникает утечка, это может быть не связано с проблемой самого уплотнения. Например, следы износа на торце металлического сильфонного механического уплотнения однородны и нормальны, а утечка постоянна, что означает, что утечка не происходит между двумя торцами, но может происходить на других частях, таких как статическое уплотнение неподвижных сильфонов.
Когда на торце слишком большой износ, это свидетельствует о плохой соосности станка. При каждом обороте вращающегося вала уплотнение должно совершать осевое смещение и радиальные колебания, очевидно, что при каждом вращении торец уплотнения имеет тенденцию к незначительному отрыву и утечке. Возьмем в качестве примера центробежный насос. Причинами чрезмерного износа являются: несоосность муфты, изгиб вала насоса, отклонение вала насоса, низкая точность вала, чрезмерное натяжение трубы, вибрация и т. д.
Причины вибрации и кавитации, хрипов, гидравлических ударов, дисбаланса потока среды и т. д. Но муфта плохо выровнена, точность вращения подшипника в большинстве случаев вызвана плохой вибрацией.
При установке муфты следует измерять точность положения осевой линии двух валов, как правило, процентной таблицей и стопором, а отклонение наружной окружности двух муфт и отклонение торцевого зазора следует контролировать в пределах Лимит.
Для вибрации, вызванной гидравлическими характеристиками, ее эффективным средством является контроль производительности насоса ниже проектного значения и уменьшение явления кавитации в насосе.
Если ширина следов износа меньше ширины узкой поверхности кольца, это означает, что уплотнение находится под избыточным давлением и поверхность уплотнения деформирована. В связи с этим структура уплотнения должна быть создана из уплотнения, чтобы решить проблему, использование высокого давления может выдерживать структуру уплотнения.
Если после периода эксплуатации на поверхности трения механического уплотнения нет следов износа, это указывает на то, что уплотнение протекает в начале использования, а вытекающая среда окисляется и откладывается вблизи компенсационного кольцевого уплотнения, что мешает компенсационному кольцу компенсировать смещение. Эта ситуация является причиной утечки. Этому состоянию подвержены высокотемпературные жидкости с высокой вязкостью, если они постоянно протекают.
В случае резиновых сильфонных уплотнений, если на торцевых поверхностях пары трения отсутствуют следы износа, это свидетельствует о том, что уплотнительные поверхности могли быть прижаты друг к другу и между парами трения нет относительного вращения, а скорее резина сильфон вращается относительно вала. Если это произойдет, изнашивается пружина, а также неподвижная и вращающаяся части.
Иногда вращающееся кольцо не вращается относительно неподвижного кольца, а вращается относительно неподвижного кольцевого сальника, и в этом случае на торцевых поверхностях пары трения не образуются следы износа. Причиной этого может быть поломка стопорного штифта или отверстие статического кольцевого сальника меньше наружного диаметра уплотнения и оно не установлено на место.
Светлое пятно на торце уплотнения без следов износа свидетельствует о том, что торец деформирован большим короблением. Это происходит из-за чрезмерного давления жидкости, плохой жесткости уплотнительного кольца, плохой установки и т. д. При наружном механическом уплотнении, если зажатое некомпенсирующее кольцо закреплено только двумя болтами, а статическое кольцевое уплотнение имеет недостаточную толщину или позиционирующий торец не является плоским, это явление также может иметь место.
На твердой торцевой поверхности кольца появляются более глубокие бороздки (кольцевой рисунок, по форме напоминающий плотную пластинку зерна). Причиной в основном является плохое выравнивание муфты насоса или плохое прилегание уплотнения. Когда вибрация вызывает разделение торцевой поверхности уплотнения, между ними происходит проникновение более крупного материала частиц. Если частицы внедряются в торцевую поверхность более мягкого углеродно-графитового уплотнительного кольца, мягкое кольцо шлифует твердую торцевую поверхность, как шлифовальный круг, вызывая чрезмерный износ жесткий торец. Если отслоение торца вызвано вибрацией, то на приводных деталях, таких как приводные штифты, также должны появиться аномальные следы износа.
Торцовое уплотнение, работающее в сыпучих средах, для материалов используется твердый торец, что является эффективным способом решения торцевой поверхности уплотнения с глубокой канавкой. Например, карбид и цементированный карбид или пара групп карбида кремния являются лучшими. Потому что частицы не могут быть встроены ни в одну из торцов, а измельчаются и проходят между двумя торцами.
Следы истирания на внешней поверхности металлической втулки могут быть вызваны попаданием в втулку твердых частиц, которые мешают уплотнению двигаться; это также может быть вызвано отклонением вала и большим отклонением соосности между валом и полостью уплотнения.
3. Принципы и методы анализа разрушения уплотнений.
Для каждого комплекта торцевых уплотнений, независимо от причины отказа, должен быть проведен подробный анализ исследования и зафиксированы соответствующие данные. После того, как уплотнение повреждено, не ограничивайтесь поврежденными частями, чтобы найти причину отказа. Разобранное механическое уплотнение также необходимо правильно собрать и очистить; размещены отдельно в соответствии с неподвижными и вращающимися частями и промаркированы для проверки и записи.
Процедуры осмотра заключаются в следующем: сначала выясняется влияние поврежденных уплотнений на уплотняющие характеристики, а затем тщательно проверяются уплотнительные кольца, детали трансмиссии, нагрузочные эластичные компоненты, вспомогательные уплотнения, механизм предотвращения вращения, крепежные винты и т. д. на наличие признаков износа. Вспомогательные детали, такие как сальник, втулки, уплотнительная камера и система уплотнений, также должны быть тщательно проверены. Кроме того, следует понимать условия эксплуатации оборудования и предыдущие нарушения герметичности. На основании этого комплексный анализ позволит выявить первопричину сбоя.
4. Опасность коррозии на уплотнителях
Химическая коррозия и электрохимическая коррозия представляют серьезную угрозу сроку службы механических уплотнений. Причины коррозии сложны, здесь только наиболее распространенная форма коррозии механических уплотнений и наиболее влиятельные факторы для анализа.
1). комплексная коррозия и локальная коррозия
Комплексная коррозия, то есть поверхности деталей, соприкасающихся со средой, вызывают равномерную коррозию, характеризуется уменьшением массы деталей, и даже все они будут подвергаться коррозии, терять прочность, уменьшаться твердость. Например, в этом случае появится нержавеющая сталь 1Х18Н9Т из многопружинной, используемой в разбавленной серной кислоте.
Местная коррозия, вы можете просто использовать части вытравленных пятен, вытравленных отверстий для определения. Локальная коррозия заключается в том, что поверхностный слой детали становится рыхлым и пористым, легко отслаивается, теряет износостойкость. Локальная коррозия – многофазное сплавление в фазу или однофазный твердый раствор элемента, коррозионная форма селективного растворения средой. Например, при использовании твердого сплава на основе кобальта в высокотемпературной сильной щелочи связующая фаза металлического кобальта легко подвергается коррозии, а каркас твердой фазы карбида вольфрама теряет прочность и вызывает отслаивание зерен под действием механической силы. Другим примером является то, что в результате реакции карбид кремния спекается, потому что свободный кремний подвергается коррозии, а на поверхности появляются оспины (при pH10).encoded_tag_closed>
Коррозия оказывает значительное влияние на работу уплотнений.
Влияние коррозии на работу уплотнений является значительным. Поскольку уплотнения меньше и точнее, чем основные детали, они обычно изготавливаются из более устойчивых к коррозии материалов, чем основные. Для уплотнений, находящихся в непосредственном контакте со средой, хотя для выбора подходящего материала можно обратиться к данным в соответствующих руководствах по коррозии, эти данные могут не соответствовать условиям использования в системе механического уплотнения, поскольку они в основном являются статическими условиями. данных о коррозии в одном носителе, в то время как носитель в процессе представляет собой смесь различных сред. Опыт показывает, что давление, температура и скорость скольжения могут ускорить коррозию. Скорость коррозии уплотнения с повышением температуры имеет экспоненциальный закон.
При работе с высококоррозионными жидкостями использование внешних или двусторонних уплотнений сводит к минимуму влияние коррозии на уплотнение, поскольку оно имеет наименьшее количество деталей, контактирующих с технологической жидкостью. Это также один из наиболее важных принципов при выборе конструкции уплотнения в условиях сильной коррозии.
2).Коррозия под напряжением
Коррозия под напряжением — это коррозия металлических материалов в агрессивной среде под напряжением. Будь то внешняя нагрузка или остаточное напряжение, коррозия будет увеличиваться. Склонными к коррозии под напряжением материалами являются аустенитные нержавеющие стали, медные сплавы и др. Процесс коррозии под напряжением, как правило, представляет собой образование избирательных коррозионных бороздок на поверхности металла, продолжающихся с образованием местной коррозии и, наконец, под действием напряжения, из-за растрескивания дна борозды. Типичным примером является приводная втулка торцового уплотнения типа 104, изготовленная из 1Х18Н9Т. При использовании в насосах для аммиачной воды ведущая серьга приводной втулки наиболее подвержена коррозионному растрескиванию под напряжением и повреждению серьги. По этой причине вогнутая серьга будет заменена сплошной выпуклой, что может предотвратить коррозию под напряжением.
3).Истирание
Высокоскоростное движение между уплотнением и жидкостью, что приводит к микровыпуклости на контактной поверхности. Когда жидкость является агрессивной средой, она ускоряет химическую реакцию на контактной поверхности уплотнения, что иногда благоприятно, а иногда и вредно. Если образовавшийся оксидный слой разрушается, т.е. возникает коррозия. Разрушение материалов, вызванное чередующимся действием износа и истирания, называется истиранием. Обычно истирание на механическом уплотнении неосновных компонентов, таких как седло пружины, нажимное кольцо, седло кольца и другие опасности, еще не отражает быстро изменение характеристик уплотнения, но является одной из основных форм отказа от трения. По этой причине в сильных коррозионных средах трение следует использовать для материалов с хорошей коррозионной стойкостью, таких как использование 99,5% глиноземной керамики высокой чистоты или не содержащего свободного кремния горячего прессования, спеченного карбида кремния и т. Д.
4). Щелевая коррозия
Когда среда находится между металлом и металлом или неметаллическими компонентами, существует очень маленький зазор, поскольку среда находится в застойном состоянии, что вызывает ускорение коррозии металла в зазоре, эта форма коррозии называется коррозией зазора. Например, между седлом пружины механического уплотнения и валом, между вспомогательным уплотнением компенсационного кольца и валом (конечно, также есть микроизнос) из канавки или точки коррозии является типичным примером. Причина этого в том, что шовные среды находятся в застойном состоянии, что затрудняет участие в коррозионной реакции материала на шов, а продукты коррозии шва и трудно диффундируют наружу, в результате чего шовные среды с коррозионным процессом, в составе концентрации, pH и т. д. и в целом средств массовой информации, чтобы произвести большие различия, в результате чего коррозия поверхности шва металла усилилась. Коррозия зазора очень вредна для характеристик уплотнения, уплотнения и канавки углового вала, приведет к осевому смещению компенсационного кольца, потере отслеживания, так что разделение торцевой поверхности и утечка. Коррозию зазора обычно можно смягчить правильным выбором материалов и разумным конструктивным решением. Например, использование материалов с хорошей стойкостью к щелевой коррозии, в конструкции конструкции должно быть максимально возможно избежать образования щелей и скопления жидкой мертвой зоны; использование режима самопромывки циркуляции, чтобы среда в полости уплотнения находилась в постоянном состоянии замены и потока, чтобы предотвратить изменения концентрации компонентов среды, длительное неиспользование машинного насоса, накопление жидкости следует своевременно опорожнять и т. д., в конструкции полностью устранить зазор невозможно, поэтому при обычном использовании защитного рукава в его уплотняющих установочных деталях можно распылять антикоррозийные материалы для предотвращения.
5).Электрохимическая коррозия
На самом деле механические уплотнения различных форм коррозии, в большей или меньшей степени с электрохимической коррозией. Что касается фрикционных тисков с механическим уплотнением, часто подверженных опасности электрохимической коррозии, поскольку группа фрикционных тисков обычно используется в различных материалах, когда они находятся в растворе электролита, из-за собственного потенциала материала отличается, контакт будет появляются между различными материалами эффекта электрической связи, то есть коррозия материала будет повышена, а коррозия другого материала будет подавлена. Например, пары меди и никель-хромовой стали, используемые в окислительных средах, ионизационном разложении никель-хромовой стали. Соленая вода, морская вода, разбавленная соляная кислота, разбавленная серная кислота и т. д. являются типичными растворами электролитов. Уплотнения подвержены электрохимической коррозии, поэтому лучше всего выбирать материалы с аналогичным потенциалом или керамику и наполненную стекловолокном группу PTFE.
5. Выход из строя резиновых уплотнителей
Торцовые уплотнения со вспомогательными уплотнениями, синтетический каучук 0-образное кольцо подробнее. Около 30 % отказов торцевых уплотнений вызвано выходом из строя 0-образного кольца. Его форма отказа проявляется следующим образом.
1). Старение
Высокая температура и химическая коррозия обычно являются основной причиной затвердевания и растрескивания резиновых изделий. Резиновое старение
Старение резины проявляется затвердеванием резины, снижением прочности и эластичности, а в тяжелых случаях – растрескиванием, что приводит к потере герметизирующих свойств.
Старение резины может происходить при хранении, длительном воздействии солнечного света или контакта с озоном, а также при слишком длительном хранении. Перегрев может вызвать разложение резиновых компонентов и даже науглероживание, а в высокотемпературных жидкостях существует риск того, что резина продолжит вулканизацию и со временем потеряет свою эластичность и утечку. Поэтому необходимо знать безопасную температуру использования каждого вида синтетического каучука.
2).Постоянная деформация
Постоянная деформация резиновых уплотнений обычно более серьезна, чем другие материалы. Например, резиновые уплотнительные кольца при использовании становятся квадратными. Когда уплотнение подвергается воздействию высокой температуры в течение длительного времени, оно приобретает ту же форму поперечного сечения, что и канавка, и когда температура остается постоянной, оно все еще может играть роль уплотнения; однако при понижении температуры уплотнение быстро дает усадку, образуя канал утечки и вызывая утечки. Таким образом, следует обратить внимание на использование различных предельных температур резины, следует избегать в течение длительного времени предела использования температуры. Если вы не можете изменить условия эксплуатации уплотнения, следует улучшить структуру, чтобы уменьшить неблагоприятное воздействие температуры резинового материала. Например, насколько это возможно, использование резинового уплотнительного кольца большего поперечного сечения, уплотнительное кольцо должно быть далеко от стороны трения торца, что подходит для повышения твердости уплотнительного кольца, использование канавки сборочная конструкция (без толкания конструкции типа экструзии кольца, не делайте усилие пружины для уплотнительного кольца) и так далее.
3). Деформация раствора
Синтетический каучук в некоторых средах будет набухшим, липким или растворенным и другими явлениями. Поэтому, в зависимости от характера рабочей среды, использование соответствующей информации на диаграмме для выбора соответствующего материала. Если компоненты транспортируемой рабочей среды не очень прозрачны, следует провести испытание на пропитку, чтобы определить разумный выбор материалов. Некоторые смешанные растворы могут быть замутнены различными синтетическими каучуками, что требует использования политетрафторэтилена в качестве уплотнения.
4). Скручивание и повреждение экструзии
Компенсационное кольцо с прямоугольной канавкой в резиновом уплотнительном кольце, при сборке или использовании скрученной закрутки. Причины: слишком малая твердость уплотнительного кольца и малый диаметр поперечного сечения или неравномерный диаметр круглого поперечного сечения, колебания рабочего давления, ударная вибрация, малое внутреннее давление, плохая смазка и т. д. могут привести к O- поворот кольца. Большинство деформированных частей приходится на середину уплотнительного кольца. Когда искривление серьезное, поперечное сечение становится тонким, при этом возникает утечка и повышенное трение. Методы предотвращения деформации уплотнительного кольца следующие.
① Перед установкой уплотнительное кольцо следует смазать в канавке, а вал следует отполировать, чтобы уплотнительное кольцо свободно вращалось.
② Сжатие должно быть как можно большим, чтобы принять соответствующее значение, подходящее для ослабления ширины паза, чтобы уплотнительное кольцо можно было закатать в паза.
③В случае нескольких вариантов поперечного сечения приоритет следует отдавать уплотнительному кольцу большего поперечного сечения.
④ Замените уплотнения на другие, которые не деформируются, например, на уплотнения с Х-образным поперечным сечением.
Экструзия уплотнительного кольца, то есть роль уплотнительного кольца высокого давления в зазоре будет создавать концентрацию напряжения, когда напряжение достигает определенного уровня, уплотнительное кольцо образует летящую кромку, встроенную в зазор, в результате чего уплотнительное кольцо износ или заедание, преждевременный выход из строя уплотнения, что приводит к утечке среды из-под уплотнения. Очевидно, что причина экструзии в основном связана с давлением и зазором уплотнительной части, а также с твердостью материала уплотнительного кольца. Уменьшение зазора может предотвратить экструзию, но снизит плавучесть уплотнительного кольца. Поэтому в условиях высокого давления. Мерой по предотвращению выдавливания резиновых уплотнительных колец является установка стопорных колец в канавки уплотнительных колец. Специально для малого поперечного сечения уплотнительного кольца необходимо добавить стопорное кольцо из ПТФЭ или полиимидного материала.
6. Износ, разрушение или коррозия приводных частей уплотнения.
Приводные штифты, приводные винты, фланцы, вилки и даже одна большая пружина могут использоваться для передачи крутящего момента и привода вращения уплотнения. Вибрация или положение установки перекошены, другой центр и т. д., приведет к износу, изгибу или даже повреждению деталей трансмиссии. Установочные винты, используемые в механических уплотнениях, не должны быть изготовлены из закаленных материалов. При осмотре износа первым делом следует осмотреть место соединения трансмиссии, можно поискать следы износа на штифте, канавке, фланце и вилке. Износ приводного штифта или приводной канавки вызван действием сцепления-скольжения. Если две торцевые поверхности соединить вместе за короткое время, штифт будет подвергаться большому напряжению, поскольку вращающееся кольцо не будет вращаться плавно, и вращение вызовет биение. При частом открывании и остановке или при слишком большой силе приводной штифт также легко сломать, так что уплотнение внезапно выходит из строя. Плохая смазка также приводит к скольжению.
Другими причинами поломки штифта трансмиссии являются: чрезмерное усилие пружины; высокое среднее давление и использование неравновесного уплотнения или смазки уплотняющей жидкостью очень плохие, а крутящий момент большой; наклон узла штифта коробки передач; одиночная сила; выбор учитывать только коррозионную стойкость фрикционных подматериалов, не принимая во внимание производительность группы; явление кавитации в насосе и т. д.
7. фрикционное тепловое повреждение
Аномальное тепловое повреждение от трения также является одной из причин выхода из строя механического уплотнения. Вал (или втулка), сальник, полость уплотнения и уплотнения могут быть повреждены в результате ненормального перегрева. Фрикционные термические повреждения можно определить по следам трения и цвету. С повышением температуры металл меняет цвет, например, цвет нержавеющей стали: светло-желтый около 370°С синий около 590°С чернильный около 648°С В некоторых насосах причиной появления аномального перегрева являются: прогиб вала слишком большое трение горловины насоса и вала, отсутствие трения направляющей сальника и вала насоса (или втулки), ослабление установочного винта и трение камеры уплотнения, проскальзывание прокладки сальника, контактное вращающееся кольцо и т. д.
Ненормальное трение генерирует много тепла, которое может полностью расплавить тефлоновое V-образное кольцо или обжечь резиновое уплотнительное кольцо.
Причины аномального трения и нагрева: отсутствие соприкосновения установочной направляющей втулки и вала насоса (или втулки); стационарное вращение кольца; скопление грязи в полости уплотнения; полость уплотнения и вал не отцентрованы и т. д.
8. Выход из строя пружины или сильфона
При использовании пружина механического уплотнения или металлический сильфон выходят из строя: остаточная деформация, разрушение, коррозия, ползучесть или релаксация и т. Д. Среди них металлические сильфоны для получения остаточной деформации и разрушения из-за самых сложных факторов. В большинстве нагруженных упругих элементов торцовых уплотнений используются цилиндрические пружины сжатия. Поэтому здесь в основном анализ выхода из строя цилиндрической винтовой пружины сжатия, в принципе, относится и к другим пружинам или металлическим сильфонам.
1). Permanent деформация
Остаточная деформация пружины является одной из основных причин отказа пружины, остаточная деформация пружины, превышающая допустимый диапазон, повлияет на нормальную работу уплотнения.
Остаточная деформация пружины, то есть свободная высота пружины уменьшается, в случае определенной рабочей высоты рабочая нагрузка будет уменьшена. Постоянная деформация является причиной выхода из строя пружины, не спроектированной и процесс изготовления несовершенен. Это связано со следующими факторами.
① В данных условиях основным фактором, влияющим на остаточную деформацию пружины, является рабочее напряжение. В различных условиях рабочей нагрузки остаточная деформация пружины различна. Зарубежные сведения о том, что рабочее напряжение пружины не должно превышать 0,3δb (предел прочности) ее материала.
② Остаточная деформация пружины зависит от ее диаметра. Разработчики уплотнений часто обращают внимание на регулировку диаметра пружины в соответствии с требованиями нагрузки, уделяя мало внимания влиянию диаметра пружины на постоянную деформацию, в результате, вероятно, потеряется и то, и другое. Уменьшение диаметра пружины может уменьшить остаточную деформацию.
Испытания показали, что за счет увеличения свободной высоты пружины остаточная деформация пружины может быть уменьшена. Испытания показали, что за счет увеличения свободной высоты пружины остаточная деформация пружины может быть уменьшена. Однако следует отметить, что слишком большая свободная высота также может привести к изгибу и нестабильности (пружины малого диаметра).
④ Остаточная деформация пружины зависит от шага. Когда свободная высота пружины постоянна, увеличивая шаг пружины и уменьшая число витков, легко получить остаточные деформации пружины.
⑤ остаточная деформация пружины и свойства материала пружины, производственный процесс, выбор термической обработки и другие факторы. Для весеннего завода необходимо усилить управление свойствами материала и качеством обработки. Во-первых, повысить качество тестирования поступающих материалов и надлежащего управления, а также строго запретить попадание неквалифицированных материалов на производственную площадку. Выберите процесс обработки пружины и термообработки не только в соответствии с общими принципами, но и с учетом воздействия остаточной деформации для улучшения качества пружин механического уплотнения.
Постоянная деформация пружины и металлических сильфонов в дополнение к вышеуказанным факторам, а также с использованием температуры, использование температуры должно быть в пределах температуры, указанной в материале.
2). Перелом
Излом пружины также является одной из основных форм выхода из строя пружины. В зависимости от характера пружинной нагрузки, рабочей среды, формы усталостного разрушения, разрушения от коррозии под напряжением и разрушения от перегрузки.
Причины усталостного разрушения пружины или металлического сильфона, большинство из них связаны с неправильной конструкцией, дефектами материалов, некачественным производством и плохими условиями труда и другими факторами, которые приводят к расширению усталостных трещин, вызванных. Усталостные трещины часто возникают в зоне повышенных напряжений. Например, внутренняя поверхность разрыва пружины сжатия, часто с осью материала пружины под углом 45 ° к направлению внешней поверхности и перелома, разрыв металлического сильфона часто появляется в долине сильфона.
Сварные металлические сильфоны, если из-за производственных дефектов, таких как неравное расстояние, и, таким образом, будут некоторые волны в большем напряжении, так что эти волны вызывают ранний разрыв. Так называемые производственные дефекты относятся к неравномерному расстоянию между волнами, неодинаковой глубине волны и неодинаковой толщине пленки и т. д. При установке статического металлического сильфонного торцевого уплотнения возможны дефекты из-за наклона поверхности соединения сальника и точки опоры. Этот дефект также создаст напряжение в волнистой пластине, что приведет к ее разрушению.
Во многих случаях может возникнуть резонанс, когда частота периодического расширения и сжатия сварного металлического сильфона равна собственной частоте уплотнения, что приводит к большому напряжению и раннему усталостному разрушению. В сварном металлическом сильфонном уплотнении могут возникать две формы вибрации: осевая вибрация и крутильная вибрация. Осевая вибрация создается осевым биением вала, тогда как крутильная вибрация обычно создается силами трения между парами трения. Сила трения имеет тенденцию затягиваться вокруг сильфона до тех пор, пока сила трения не станет меньше, чем сила намотки в сильфоне. После этого сила высвобождается сама собой. Этот цикл повторяется. Это крутильное колебание само по себе переходит в осевое колебание, а при столкновении двух соседних сваренных шариков колебание ослабевает, амплитуда уменьшается и так далее.
Для предотвращения резонанса собственную частоту уплотнения следует проектировать так, чтобы она превышала частоту основной вибрации (путем изменения материала, толщины листа, количества листов, расстояния между ними и монтажной длины) или путем использования асимметричных форм волны и вилок для передачи крутящий момент. Кроме того, использование различных методов демпфирования также может устранить вибрацию, например, использование демпфирующего листа, установленного вокруг сильфона, в результате чего возникает небольшая упругая нагрузка, обеспечивающая тем самым контакт с сильфоном, прежде чем амплитуда образования вибрации ослабляется, демпфирующий лист на кинетическую энергию сильфонного экспорта.
Под действием средней эрозии и напряжения материала пружина и металлический сильфон разрушаются, что называется коррозионным разрушением под напряжением. Пружины из аустенитной стали подвержены коррозии под напряжением оксидами под действием переменного напряжения, для чего рекомендуется использование сплава Hastelloy.
Пружины и сильфоны, работающие в агрессивных средах, в напряженной зоне своего поперечного сечения, вследствие коррозии и напряжения совместно в некоторых слабых местах компонентов, первыми подвергаются коррозии, образованию ядра трещины, с расширением несущей время, трещина медленно докритического расширения. Когда трещина достигает критического размера, ее упругий элемент внезапно разрушается. Коррозионное разрушение под напряжением и рабочая среда имеют тесную связь, например, среда содержит хлор, бром или фтор, металлические упругие элементы, склонные к коррозионному разрушению под напряжением. Коррозионное разрушение под напряжением, с механической точки зрения, является анодной реакцией, в то время как разрушение из-за водородного охрупчивания в основном является катодной реакцией. В большинстве случаев разрушение пружины из-за водородного охрупчивания, когда атомы водорода проникают через границы зерен материала пружины и объединяются с образованием молекул водорода, приводит к большому напряжению, что приводит к хрупкому разрушению пружины при низкой нагрузке. Разрушение вследствие водородного охрупчивания обычно происходит в диапазоне углов изгиба от 45° до 90°. Если пружинное кольцо стало хрупким, зажав его в тиски, зажав пассатижами с вылетом и усилием изгиба, пружину можно легко разломить на два-три сегмента. Если разрушение вызвано другими причинами, обнаружится, что материал пружины все еще сохраняет достаточную ударную вязкость. В морской воде, сульфиде, серной кислоте, сульфате, едком натре, жидком аммиаке и средах, содержащих водород, хрупкое разрушение вызвано химической реакцией газообразного водорода, поглощаемого материалом пружины.
Повреждение пружины или сильфона излома в дополнение к вышеуказанным факторам, есть следующие причины.
① дефекты термической обработки. Из-за неправильного процесса термической обработки и материала возникают внутренние дефекты. Например, термическая обработка, вызванная грубыми зернами пружинного материала, хотя необходимо получить твердость, но при использовании вскоре деформация в конечном итоге разрушается.
② инструмент, вызванный шрамом. Процесс производства пружины, особенно с крюком изгиба пружины крюка, часто из-за неправильного производственного процесса, вызванного рубцами и зонами концентрации напряжения, что приводит к поломке крюка изгиба.
Можно видеть, что меры по предотвращению повреждения излома, в дополнение к конструкции пружины в соответствии с условиями работы, выбор соответствующего материала, определение соответствующего значения напряжения, в производственном процессе также использование соответствующих методов обработки. очень нужно.