Главная / Торцовые механические уплотнения Vulcan / Область применения торцевого уплотнения

Область применения торцового уплотнения

Уплотнения предназначены для разделения пространств с различными давлениями, рабочими средами или температурами. Они предотвращают, например, проникновение посторонних частиц в рабочую среду или утечку смазки из корпуса.
Многочисленные типы уплотнений, применяемые в промышленности, предназначены для решения различных проблем. В зависимости от условий эксплуатации и требований в неподвижных соеди­нениях применяют плоские уплотнения, кольца круглого сечения или сварные соединения, в устройствах с возвратно-поступательным движением — мягкие набивки, манжетные уплотнения, поршневые кольца, маталлические сальники или мембраны, а у вращающихся валов — лабиринтные и волновые уплотнения, сальники, манжеты, С-образные кольца, аксиальные или радиальные торцевые уплотнения, изготовленные из различных материалов.
Торцовое уплотнение по конструкции можно разделить на две основные группы: аксиальные и радиальные. Аксиальное торцевое уплотнение, обеспечивающее лучшую герметичность и имеющее повышенную надежность, долговечность, все больше применяют вместо ранее господствовавшего уплотнительного элемента вращающихся валов — сальниковой набивки. Торцевое уплотнение обеспечивает упругогерметичное соединение между неподвижной и вращающейся торцовыми кольцевыми поверхностями и выполняет функции уплотнения, подшипника и теплообменника.
В начале XX столетия в машиностроении появились торцевые уплотнения, которые не решали всей трудной проблемы герметизации, но функционально и конструктивно были лучше традиционных мягких набивок и сальников. Принцип работы простейшей конструкции уплотнения заключается в том, что буртик вращающегося вала контактирует непосредственно с поверхностью корпуса. Однако из-за отсутствия необходимых материалов и обрабатывающих станков, конструктивные преимущества торцовых уплотнений не были реализованы. Лишь в 1920‑х годах они были впервые применены во многих холодильных установках. Позднее стали применять резиновое упругое уплотнение, так называемое V–образное кольцо. Это уплотнение имело такую же конструкцию, как предыдущее, однако уплотнительный элемент из упругого материала лучше компенсировал тепловые и механические осевые перемещения.
Наибольшее распространение в этот период торцевые уплотнения получили в автомобилях. Их использовали в водяном насосе двигателей внутреннего сгорания. В настоящее время водяные насосы двигателей имеют исключительно торцевые уплотнения.
Предъявляемые к уплотнениям требования были, естественно, незначительными, так как давление охлаждающей жидкости почти не превышало 1 кгс/см², степень загрязнения была небольшой, температура редко превышала 100°С, а скорость скольжения 1 м/с. Этим требованиям вполне отвечали применяемые материалы. Совершенствованием методов изготовления и улучшением свойств материалов можно не только повысить надежность, долговечность уплотнений, но и снизить стоимость их изготовления. После того как аксиальные торцевые уплотнения оправдали себя в крупно­серийном автомобильном производстве, область их применения резко расширилась. После 1945 г. их стали широко использовать в насосостроении и крупной химической промышленности. Вследствие высокой надежности и экономичности торцевые уплотнения получают исключительно большое применение в нефтеперерабатывающей промышленности, в очистительных установках, насосных станциях, а также на танкерах.
С 1945 г. для торцевого уплотнения критическими считались давление 15 кгс/см², скорость скольжения 10 м/с. В течение последних 25 лет давление и скорость скольжения повысились более чем в 10 раз, и в настоящее время в технологических установках с торцовым уплотнением рабочее давление достигает 500 кгс/см².
Транспортные средства. В этой области торцевые уплотнения исчисляют миллионами штук. Они обеспечивают герметичность работы насосов для охлаждающей жидкости и нагнетательных в автомобилях, тепловозах, судовых двигателях, а также применяются в качестве уплотнений коленчатых валов. Торцовое уплотнение используют в ротационных бензонасосах, коробках передач, гидротрансформаторах и гидродинамических тормозах тяжелых грузовых автомобилей.
В подшипниковых узлах гусеничных тягачей и автомобилей повышенной проходимости они предотвращают утечку консистентной и жидкой смазок, проникновение посторонних частиц и грязной воды вовнутрь.
Бытовая техника. Торцевые уплотнения применяют в стиральных машинах, автоматах, моечно-сушильных агрегатах и центрифугах, посудомоечных машинах и мясорубках, а также нагнета­тельных топливных и циркуляционных водяных насосах. Уплотнение предотвращает утечку смазки из шарикоподшипников и проникновение к ним воды и грязи.
Энергетика и насосостроение. В этих отраслях машиностроения торцевые уплотнения применяют в конденсатных и питательных насосах котельных агрегатов, в водяных турбинах и в системе охлаждения генераторов, вентиляторов, и особенно в ядерных энергетических установках. Кроме того, торцевые уплотнения устанавливают в шестеренчатых насосах, центробежных вентиляторах, насосах для перекачки сжиженных газов, асфальта и мастики, в компрессорах, холодильных установках и вакуумных насосах.
Химическая и нефтяная промышленность. На нефтеперерабатывающих и химических аппаратах торцевое уплотнение используют особенно широко. С помощью этого типа уплотнений герметизируют валы перемешивающих устройств, испарителей и смесителей, каландров, подогревающихся паром, центрифуг, вентиляторов и насосов, работающих с различными средами.
Авиационная и космическая техника. В самолетах и ракетах с помощью торцевых уплотнений герметизируют валы газовых турбин, турбокомпрессоров, гидроагрегатов и нагнетательных насосов горючего и сжиженных газов.

Майер Э. «Торцовые уплотнения»: Пер. с нем. — М: Машиностроение, 1978. — 233 с., ил.