ponpak zigilu mekanikoen erabiltzaile handienetako bat dira. Izenak dioen bezala, zigilu mekanikoak ukipen-motako zigiluak dira, aerodinamiko edo labirintoko ukipenik gabeko zigiluetatik bereizten direnak.Zigilu mekanikoakzigilu mekaniko orekatu gisa ere ezaugarritzen dira edozigilu mekaniko desorekatua. Honek, baldin badago, prozesu-presioaren ehunekoa egon daitekeen zigilu-aurpegiaren atzean egon daitekeen adierazten du. Zigiluaren aurpegia biratze-aurpegiaren aurka bultzatzen ez bada (bultzatzaile motako zigilu batean bezala) edo prozesu-likidoa zigilatu behar den presioan ez bada zigilu-aurpegiaren atzean sartzen uzten, prozesuaren presioak zigilu-aurpegia atzera botako luke. eta irekia. Zigilu-diseinatzaileak funtzionamendu-baldintza guztiak kontuan hartu behar ditu behar den ixteko indarra duen zigilu bat diseinatzeko, baina ez hainbeste indar, zigiluaren aurpegi dinamikoan kargatzeak bero eta higadura gehiegi sor ditzakeen. Ponparen fidagarritasuna egiten edo hausten duen oreka delikatua da.
zigilu dinamikoak irekiera indar bat ahalbidetzen du ohiko modua baino
ixteko indarra orekatzea, goian azaldu bezala. Ez du behar den ixteko indarra kentzen, baina ponparen diseinatzaileari eta erabiltzaileari beste botoi bat biratzeko aukera ematen dio, zigiluen aurpegiak deskargatu edo deskargatzeko aukera emanez, behar den ixteko indarra mantenduz, beroa eta higadura murriztuz funtzionamendu-baldintzak zabaltzen diren bitartean.
Gas lehorraren zigiluak (DGS), konpresoreetan sarritan erabilita, irekitzeko indarra ematen dute zigiluen aurpegietan. Indar hau errodamendu aerodinamiko baten printzipio batek sortzen du, non ponpaketa-arteka finak zigiluen presio handiko prozesuaren aldean gasa bultzatzen laguntzen baitute, hutsunean eta zigiluaren aurpegian, ukipenik gabeko film fluidoen errodamendu gisa.
Gas lehorraren zigiluen aurpegiaren errodamendu aerodinamikoa irekitzeko indarra. Zuzenaren malda hutsune batean dagoen zurruntasunaren adierazgarria da. Kontuan izan tartea mikratan dagoela.
Fenomeno bera gertatzen da konpresore zentrifugo eta ponpa-errotore handienak onartzen dituzten olio hidrodinamikoko errodamenduetan eta Bently-k erakutsitako errotoreen eszentrikotasun dinamikoko grafikoetan ikusten da. Efektu honek atzeko geldiune egonkorra eskaintzen du eta olio hidrodinamikoen errodamenduen eta DGSren arrakastarako elementu garrantzitsua da. . Zigilu mekanikoek ez dituzte DGS aurpegi aerodinamiko batean aurki litezkeen ponpaketa zirrikitu finak. Baliteke kanpotik presiotutako gasaren errodamendu-printzipioak erabiltzeko modu bat ixteko indarra kentzekozigilu mekanikoko aurpegias.
Fluido-filmeko errodamendu-parametroen grafiko kualitatiboak, aldizkariaren eszentrikotasun-erlazioa. Zurruntasuna, K, eta moteltzea, D, gutxieneko dira gurpilak errodamenduaren erdian dagoenean. Txandaka errodamendu-azalera hurbiltzen den heinean, zurruntasuna eta moteltzea nabarmen handitzen dira.
Kanpoko presiozko gas aerostatikoko errodamenduek presiozko gas iturri bat erabiltzen dute, eta dinamikoek gainazalen arteko mugimendu erlatiboa erabiltzen dute hutsunearen presioa sortzeko. Kanpoko presiozko teknologiak oinarrizko bi abantaila ditu gutxienez. Lehenik eta behin, presiozko gasa zigiluen aurpegien artean zuzenean injektatu daiteke modu kontrolatuan gasa zigilu-hutsunean bultzatu beharrean, mugimendua behar duten ponpaketa zirrikitu txikiekin. Honek zigiluen aurpegiak bereiztea ahalbidetzen du biraketa hasi aurretik. Aurpegiak elkarrekin estutu arren, ireki egingo dira zero marruskadura abiarazteko eta gelditzeko, haien artean presioa zuzenean injektatzen denean. Gainera, zigilua berotzen ari bada, posible da kanpoko presioarekin zigiluaren aurpegiko presioa handitzea. Hutsunea presioarekin proportzionalki handituko litzateke, baina ebakiduraren beroa hutsunearen funtzio kubo batean eroriko litzateke. Horrek operadoreari gaitasun berri bat ematen dio beroa sortzeari aurre egiteko.
Konpresoreetan bada beste abantaila bat aurpegian zehar fluxurik ez dagoelako DGS batean dagoen bezala. Horren ordez, presio altuena zigilu-aurpegien artean dago, eta kanpoko presioa atmosferara isuriko da edo alde batera aireratuko da eta beste aldetik konpresorera. Honek fidagarritasuna areagotzen du prozesua hutsunetik kanpo mantenduz. Ponpetan hau ez da abantaila bat izan, desiragarria izan baitaiteke gas konprimigarri bat ponpa batera behartzea. Ponpen barruko gas konprimagarriak cavitation edo aire-mailu arazoak sor ditzakete. Interesgarria izango litzateke, ordea, ponpetarako ukipenik gabeko edo marruskadurarik gabeko zigilu bat izatea ponpa-prozesuan gas-fluxuaren desabantailarik gabe. Posible liteke kanpotik presiozko gas-errodamendu bat edukitzea emari nuluarekin?
Konpentsazioa
Kanpoko presiodun errodamendu guztiek konpentsazio moduko bat dute. Konpentsazioa presioa erreserban eusten duen murrizketa modu bat da. Konpentsazio-modurik ohikoena zuloen erabilera da, baina badira zirrikitu, urrats eta konpentsazio porotsuen teknikak ere. Konpentsazioei esker, errodamenduak edo zigiluen aurpegiak elkarrengandik hurbil ibiltzea ahalbidetzen du ukitu gabe, izan ere, zenbat eta hurbilago egon, orduan eta handiagoa da haien arteko gasaren presioa, aurpegiak urrunduz.
Adibide gisa, zulo lau baten azpian konpentsatutako gasa (3. irudia), batez bestekoa
hutsunean dagoen presioa errodamenduaren karga osoa berdina izango da aurpegiaren eremuarekin zatituta, hau da karga unitarioa. Iturburuko gasaren presioa 60 libra hazbete karratuko (psi) bada eta aurpegiak 10 hazbete karratuko azalera badu eta 300 libra karga badago, batez beste 30 psi izango dira errodamenduen tartean. Normalean, tartea 0,0003 hazbete ingurukoa izango litzateke, eta tartea hain txikia denez, emaria minutuko 0,2 oin kubiko estandarra (scfm) baino ez litzateke izango. Erreserban presioari eusten dion hutsunearen aurretik zulo-murriztaile bat dagoenez, karga 400 kiloraino igotzen bada, errodamenduen tartea 0,0002 hazbete ingurura murrizten da, hutsunearen fluxua 0,1 scfm-ra murriztuz. Bigarren murrizketaren gehikuntza honek zulo-murriztaileari fluxu nahikoa ematen dio hutsunearen batez besteko presioa 40 psi-ra igo dadin eta karga handituari eusteko.
Hau koordenatuak neurtzeko makina (CMM) batean aurkitutako zuloko aire errodamendu tipiko baten alboko ikuspegia da. Sistema pneumatiko bat "errodamendu konpentsatu"tzat hartu behar bada, errodamendu-hutsunearen murrizketatik gora muga bat izan behar du.
Orifizioa vs Porosoen Konpentsazioa
Orifizio-konpentsazioa da konpentsazio-modurik erabiliena. Orifizio tipiko batek 0,010 hazbeteko zulo-diametroa izan dezake, baina hazbete karratuko azalera batzuk elikatzen dituenez, bera baino hainbat magnitude-ordena gehiago elikatzen ari da, beraz, abiadura. gasaren altua izan daiteke. Sarritan, zuloak zehatz-mehatz mozten dira errubietatik edo zafiroetatik, orifizioaren tamaina higatzea eta, beraz, errodamenduaren errendimenduan aldaketak ekiditeko. Beste arazo bat da 0,0002 hazbetetik beherako hutsuneetan, orifizioaren inguruko eremua gainontzeko aurpegirako fluxua itotzen hasten dela, eta une horretan gas-filmaren kolapsoa gertatzen da. Gauza bera gertatzen da altxatzean, eremuaren eremua bakarrik gertatzen baita. zuloa eta edozein zirrikitu eskuragarri daude igogailua hasteko. Hau da kanpoko presiodun errodamenduak zigiluen planoetan ikusten ez diren arrazoi nagusietako bat.
Hau ez da konpentsatutako errodamendu porotsuaren kasua, zurruntasunak horrela jarraitzen du
karga handitu eta tartea murrizten den heinean handitu ahala, DGSrekin gertatzen den bezala (1. irudia) eta
olio hidrodinamikoen errodamenduak. Kanpoko presiozko errodamendu porotsuen kasuan, errodamendua indar orekatuan egongo da sarrerako presioa bider eremua errodamenduaren karga osoaren berdina denean. Kasu tribologiko interesgarria da, zero igoera edo aire hutsunea baitago. Zero fluxua izango da, baina aire-presioaren indar hidrostatikoak errodamenduaren aurpegiaren azpian dagoen azalaren kontrako gainazalaren kontrako indar hidrostatikoak karga osoa ez du pisua uzten eta ia zerozko marruskadura-koefizientea eragiten du, nahiz eta aurpegiak oraindik kontaktuan egon.
Adibidez, grafitozko zigiluen aurpegiak 10 hazbete karratuko azalera eta 1.000 libra ixteko indarra badu eta grafitoak 0,1eko marruskadura koefizientea badu, 100 librako indarra beharko luke mugimendua hasteko. Baina 100 psiko kanpoko presio-iturri bat grafito porotsuaren bidez bere aurpegira eramanda, funtsean, zero indar beharko litzateke mugimendua hasteko. Hau da, oraindik 1.000 kilo ixteko indarrak bi aurpegiak elkarrekin estutzen dituen arren eta aurpegiak kontaktu fisikoan egon arren.
Errodamendu arrunten material klase bat, hala nola: grafitoa, karbonoa eta zeramika, hala nola alumina eta silizio-karburoak, turbo-industriek ezagutzen dituztenak eta berez porotsuak direnez, kanpotik presiozko errodamendu gisa erabil daitezke, ukipenik gabeko film fluidodun errodamenduak direnez. Funtzio hibrido bat dago, non kanpoko presioa erabiltzen den ukipen-presioa edo zigiluaren ixteko indarra ukipen-aurpegietan gertatzen ari den tribologiatik kentzeko. Horri esker, ponparen operadoreak ponpatik kanpo doitzea ahalbidetzen du arazoen aplikazioei eta abiadura handiagoko eragiketei aurre egiteko, zigilu mekanikoak erabiltzen dituen bitartean.
Printzipio hau eskuilak, konmutadoreak, kitzikagailuak edo edozein kontaktu-eroalei ere aplikatzen zaie, datuak edo korronte elektrikoak biratzen dituzten objektuak gainean edo kentzeko erabil daitezkeen. Errotoreak azkarrago biraka eta agortzen diren heinean, zaila izan daiteke gailu hauek ardatzarekin kontaktuan mantentzea, eta sarritan beharrezkoa da malgukiaren presioa handitzea ardatzaren kontra eusten. Zoritxarrez, batez ere abiadura handiko funtzionamenduaren kasuan, ukipen-indarraren gehikuntza honek bero eta higadura gehiago ere eragiten du. Goian deskribatutako zigilu mekanikoko aurpegietan aplikatutako printzipio hibrido bera ere aplika daiteke hemen, non kontaktu fisikoa beharrezkoa den pieza geldi eta birakarien arteko eroankortasun elektrikorako. Kanpoko presioa zilindro hidrauliko baten presioa bezala erabil daiteke interfaze dinamikoko marruskadura murrizteko, eskuila edo zigilu aurpegia ardatz birakariarekin kontaktuan mantentzeko beharrezkoa den malguki-indarra edo ixteko indarra areagotuz.
Argitalpenaren ordua: 2023-10-21