Принцип роботи та методика розрахунку ущільнень з плаваючими кільцями

Анотація

Щілинні ущільнення роторів відцентрових машин є найбільш простим і надійним типом ущільнень, які крім функції ущільнювати, виконують не менш важливу функцію - покращувати вібраційний стан ротора. Ці функції знаходяться у взаємному протиріччі, оскільки підвищення гідравлічного опору погіршує динамічні якості ущільнень, їх гідростатичну жорсткість і демпфування. Альтернативою звичайним щілинним ущільненням є ущільнення з плаваючими кільцями, здатні забезпечити необхідну надійність і герметичність. Розглянуто принцип роботи та методику розрахунку ущільнень з плаваючими кільцями. Поведінка плаваючих кілець визначається співвідношенням сил у кільцевому і торцевому дроселях. Ущільнення з плаваючими кільцями представляють сукупність торцевого і щілинного ущільнень, що працюють в полегшених умовах: здатність плаваючого кільця центруватися відносно вала, що обертається, завдяки гідродинамічним силам в кільцевій щілині, дозволяє зменшувати радіальні зазори і тим самим значно знижувати протікання. Плаваюче кільце, що самоцентрується, можна розглядати як коливальну систему з чотирма ступенями свободи, що здійснює вимушені коливання під дією кінематичного збудження з боку вала. Проаналізовано можливі варіанти умов роботи плаваючих кілець. Показано, що умовно рухливі кільця є більш ефективними і надійними, оскільки мають підвищену статичну та динамічну стійкість, забезпечуючи необхідну герметичність і підвищений ресурс ущільнень. Отримано вирази, що визначають умови радіальної і кутової нерухомості кілець. Зроблено висновок, що ущільнення з плаваючими кільцями в багатьох випадках виявляються більш ефективними, якщо кільця позбавлені можливості плавати.