Vula mekanikeluajnë një rol shumë të rëndësishëm në shmangien e rrjedhjeve për shumë industri të ndryshme. Në industrinë detare kavulat mekanike të pompës, vula mekanike të boshtit rrotullues. Dhe në industrinë e naftës dhe gazit kavulat mekanike të fishekëve,vula mekanike të ndara ose vula mekanike me gaz të thatë. Në industritë e makinave ka vula mekanike të ujit. Dhe në industrinë kimike ka vula mekanike mikser (vula mekanike me agjitator) dhe vula mekanike të kompresorit.
Në varësi të kushteve të ndryshme të përdorimit, kërkon zgjidhje mekanike të izolimit me materiale të ndryshme. Ka shumë lloje të materialeve të përdorura nëvula mekanike të boshtit të tilla si vulat mekanike qeramike, vulat mekanike të karbonit, vulat mekanike me karabit silikoni,vulat mekanike SSIC dhevula mekanike TC.
Guarnicione mekanike qeramike
Mbulesat mekanike qeramike janë komponentë kritikë në aplikime të ndryshme industriale, të dizajnuara për të parandaluar rrjedhjen e lëngjeve midis dy sipërfaqeve, të tilla si një bosht rrotullues dhe një strehë e palëvizshme. Këto vula vlerësohen shumë për rezistencën e tyre të jashtëzakonshme ndaj konsumit, rezistencën ndaj korrozionit dhe aftësinë për t'i bërë ballë temperaturave ekstreme.
Roli kryesor i vulave mekanike qeramike është ruajtja e integritetit të pajisjeve duke parandaluar humbjen ose ndotjen e lëngjeve. Ato përdoren në industri të shumta, duke përfshirë naftën dhe gazin, përpunimin kimik, trajtimin e ujit, farmaceutikën dhe përpunimin e ushqimit. Përdorimi i gjerë i këtyre vulave mund t'i atribuohet ndërtimit të tyre të qëndrueshëm; ato janë bërë nga materiale qeramike të avancuara që ofrojnë karakteristika superiore të performancës në krahasim me materialet e tjera vulosëse.
Grumbullimet mekanike qeramike përbëhen nga dy komponentë kryesorë: njëra është një faqe mekanike e palëvizshme (zakonisht e bërë nga materiali qeramik) dhe tjetra është një faqe mekanike rrotulluese (zakonisht e ndërtuar nga grafit karboni). Veprimi i mbylljes ndodh kur të dyja fytyrat shtypen së bashku duke përdorur një forcë susta, duke krijuar një pengesë efektive kundër rrjedhjes së lëngut. Ndërsa pajisja funksionon, filmi lubrifikues midis faqeve të vulosjes redukton fërkimin dhe konsumimin duke mbajtur një vulë të ngushtë.
Një faktor vendimtar që veçon vulat mekanike qeramike nga llojet e tjera është rezistenca e tyre e jashtëzakonshme ndaj konsumit. Materialet qeramike kanë veti të shkëlqyera fortësie, të cilat u lejojnë atyre të durojnë kushte gërryese pa dëmtime të konsiderueshme. Kjo rezulton në vula më të gjata që kërkojnë zëvendësim ose mirëmbajtje më pak të shpeshtë sesa ato të bëra nga materiale më të buta.
Përveç rezistencës ndaj konsumit, qeramika shfaq gjithashtu një stabilitet të jashtëzakonshëm termik. Ato mund t'i rezistojnë temperaturave të larta pa përjetuar degradim ose pa humbur efikasitetin e vulosjes. Kjo i bën ato të përshtatshme për përdorim në aplikime me temperaturë të lartë ku materialet e tjera të vulosjes mund të dështojnë para kohe.
Së fundmi, vulat mekanike qeramike ofrojnë përputhshmëri të shkëlqyer kimike, me rezistencë ndaj substancave të ndryshme gërryese. Kjo i bën ato një zgjedhje tërheqëse për industritë që merren në mënyrë rutinore me kimikate të ashpra dhe lëngje agresive.
Grumbullimet mekanike qeramike janë thelbësorevulat e komponentëveprojektuar për të parandaluar rrjedhjen e lëngjeve në pajisjet industriale. Karakteristikat e tyre unike, të tilla si rezistenca ndaj konsumit, stabiliteti termik dhe përputhshmëria kimike, i bëjnë ato një zgjedhje të preferuar për aplikime të ndryshme në industri të shumta.
| veti fizike qeramike | ||||
| Parametri teknik | njësi | 95% | 99% | 99,50% |
| Dendësia | g/cm3 | 3.7 | 3.88 | 3.9 |
| Fortësia | HRA | 85 | 88 | 90 |
| Shkalla e porozitetit | % | 0.4 | 0.2 | 0.15 |
| Forca në thyerje | MPa | 250 | 310 | 350 |
| Koeficienti i zgjerimit të nxehtësisë | 10(-6)/K | 5.5 | 5.3 | 5.2 |
| Përçueshmëri termike | W/MK | 27.8 | 26.7 | 26 |
Vulat mekanike të karbonit
Vula mekanike e karbonit ka një histori të gjatë. Grafiti është një izoformë e elementit të karbonit. Në vitin 1971, Shtetet e Bashkuara studiuan materialin e suksesshëm fleksibël të vulosjes mekanike të grafitit, i cili zgjidhi rrjedhjen e valvulës së energjisë atomike. Pas përpunimit të thellë, grafiti fleksibël bëhet një material vulosës i shkëlqyer, i cili bëhet në vula të ndryshme mekanike të karbonit me efektin e komponentëve vulosës. Këto vula mekanike të karbonit përdoren në industritë kimike, të naftës, të energjisë elektrike, të tilla si vula e lëngut me temperaturë të lartë.
Për shkak se grafiti fleksibël formohet nga zgjerimi i grafitit të zgjeruar pas temperaturës së lartë, sasia e agjentit ndërlidhës që mbetet në grafitin fleksibël është shumë e vogël, por jo plotësisht, kështu që ekzistenca dhe përbërja e agjentit ndërthurës ka një ndikim të madh në cilësinë. dhe performancën e produktit.
Përzgjedhja e materialit të fytyrës së vulës së karbonit
Shpikësi origjinal përdori acid sulfurik të përqendruar si agjent oksidues dhe ndërlidhës. Megjithatë, pasi u aplikua në vulën e një komponenti metalik, një sasi e vogël squfuri i mbetur në grafit fleksibël u zbulua se gërryente metalin e kontaktit pas përdorimit afatgjatë. Duke pasur parasysh këtë pikë, disa studiues vendas janë përpjekur ta përmirësojnë atë, si Song Kemin, i cili zgjodhi acidin acetik dhe acidin organik në vend të acidit sulfurik. acid, i ngadalshëm në acid nitrik dhe ul temperaturën në temperaturën e dhomës, i bërë nga një përzierje e acidit nitrik dhe acidit acetik. Duke përdorur përzierjen e acidit nitrik dhe acidit acetik si agjent futës, grafiti i zgjeruar pa squfur u përgatit me permanganat kaliumi si oksidues dhe acidi acetik iu shtua ngadalë acidit nitrik. Temperatura reduktohet në temperaturën e dhomës dhe bëhet përzierja e acidit nitrik dhe acidit acetik. Më pas kësaj përzierjeje i shtohen grafiti natyral dhe permanganati i kaliumit. Nën trazim të vazhdueshëm, temperatura është 30 C. Pas reagimit 40 minuta, uji lahet në neutral dhe thahet në 50~60 C, dhe grafiti i zgjeruar bëhet pas zgjerimit në temperaturë të lartë. Kjo metodë nuk arrin asnjë vullkanizim me kusht që produkti të arrijë një vëllim të caktuar zgjerimi, në mënyrë që të arrihet një natyrë relativisht e qëndrueshme e materialit mbyllës.
| Lloji | M106H | M120H | M106K | M120K | M106F | M120F | M106D | M120D | M254D |
| Markë | I mbarsur | I mbarsur | Fenol i ngopur | Karboni i antimonit (A) | |||||
| Dendësia | 1.75 | 1.7 | 1.75 | 1.7 | 1.75 | 1.7 | 2.3 | 2.3 | 2.3 |
| Forca e thyerjes | 65 | 60 | 67 | 62 | 60 | 55 | 65 | 60 | 55 |
| Rezistenca Kompresive | 200 | 180 | 200 | 180 | 200 | 180 | 220 | 220 | 210 |
| Fortësia | 85 | 80 | 90 | 85 | 85 | 80 | 90 | 90 | 65 |
| Poroziteti | <1 | <1 | <1 | <1 | <1 | <1 | <1.5 | <1.5 | <1.5 |
| Temperaturat | 250 | 250 | 250 | 250 | 250 | 250 | 400 | 400 | 450 |
Guarnicione mekanike me karabit silikoni
Karbidi i silikonit (SiC) njihet edhe si karborund, i cili përbëhet nga rërë kuarci, koks nafte (ose koks qymyri), copëza druri (të cilat duhet të shtohen kur prodhohet karabit i gjelbër i silikonit) etj. Karbidi i silikonit ka gjithashtu një mineral të rrallë në natyrë, manit. Në materialet bashkëkohore C, N, B dhe materiale të tjera të papërpunuara zjarrduruese të teknologjisë së lartë jo-okside, karbidi i silikonit është një nga materialet më të përdorura dhe më ekonomike, i cili mund të quhet rërë çeliku ari ose rërë zjarrduruese. Aktualisht, prodhimi industrial i karabit të silikonit në Kinë ndahet në karabit silikoni të zi dhe karabit silikoni jeshil, që të dy janë kristale gjashtëkëndore me një proporcion prej 3,20 ~ 3,25 dhe mikrofortësi prej 2840 ~ 3320 kg/m²
Produktet e karbitit të silikonit klasifikohen në shumë lloje sipas mjediseve të ndryshme të aplikimit. Në përgjithësi përdoret më shumë mekanikisht. Për shembull, karabi i silikonit është një material ideal për vulën mekanike të karbitit të silikonit për shkak të rezistencës së tij të mirë ndaj korrozionit kimik, forcës së lartë, fortësisë së lartë, rezistencës së mirë ndaj konsumit, koeficientit të vogël të fërkimit dhe rezistencës ndaj temperaturës së lartë.
Unazat SIC Seal mund të ndahen në unazë statike, unazë lëvizëse, unazë të sheshtë etj. Siliconi SiC mund të bëhet në produkte të ndryshme karabit, të tilla si unaza rrotulluese e karabit të silikonit, sedilja e palëvizshme e karabit të silikonit, shkurret e karabit të silikonit, etj., sipas kërkesave të veçanta të klientëve. Mund të përdoret edhe në kombinim me material grafit dhe koeficienti i tij i fërkimit është më i vogël se qeramika e aluminit dhe aliazhi i fortë, kështu që mund të përdoret në vlerë të lartë PV, veçanërisht në kushtet e acidit të fortë dhe alkalit të fortë.
Fërkimi i reduktuar i SIC është një nga përfitimet kryesore të përdorimit të tij në vulat mekanike. Prandaj, SIC mund t'i rezistojë konsumimit më mirë se materialet e tjera, duke zgjatur jetën e vulës. Për më tepër, fërkimi i reduktuar i SIC pakëson kërkesën për lubrifikimin. Mungesa e lubrifikimit zvogëlon mundësinë e kontaminimit dhe korrozionit, duke përmirësuar efikasitetin dhe besueshmërinë.
SIC gjithashtu ka një rezistencë të madhe ndaj konsumit. Kjo tregon se mund të durojë përdorimin e vazhdueshëm pa u përkeqësuar apo thyer. Kjo e bën atë materialin perfekt për përdorime që kërkojnë një nivel të lartë besueshmërie dhe qëndrueshmërie.
Ajo gjithashtu mund të ri-mbështillet dhe lëmohet në mënyrë që një vulë të mund të rinovohet disa herë gjatë jetës së saj. Në përgjithësi përdoret më mekanikisht, si p.sh. në vulat mekanike për rezistencën e mirë ndaj korrozionit kimik, forcën e lartë, fortësinë e lartë, rezistencën e mirë ndaj konsumit, koeficientin e vogël të fërkimit dhe rezistencën ndaj temperaturës së lartë.
Kur përdoret për faqet e vulave mekanike, karabidi i silikonit rezulton në performancë të përmirësuar, jetëgjatësi më e madhe e vulosjes, kosto më të ulëta të mirëmbajtjes dhe kosto më të ulëta funksionimi për pajisjet rrotulluese si turbinat, kompresorët dhe pompat centrifugale. Karbidi i silikonit mund të ketë veti të ndryshme në varësi të mënyrës se si është prodhuar. Karbidi i silikonit i lidhur me reaksion formohet duke lidhur grimcat e karbitit të silikonit me njëra-tjetrën në një proces reagimi.
Ky proces nuk ndikon ndjeshëm në shumicën e vetive fizike dhe termike të materialit, megjithatë ai kufizon rezistencën kimike të materialit. Kimikatet më të zakonshme që përbëjnë problem janë kaustikët (dhe kimikate të tjera me pH të lartë) dhe acidet e forta, dhe për këtë arsye karabidi i silikonit i lidhur me reaksionin nuk duhet të përdoret me këto aplikacione.
Reaksion-sintered infiltruarkarabit silikoni. Në një material të tillë, poret e materialit origjinal SIC mbushen në procesin e infiltrimit duke djegur silicin metalik, kështu shfaqet SiC sekondar dhe materiali fiton veti të jashtëzakonshme mekanike, duke u bërë rezistent ndaj konsumit. Për shkak të tkurrjes minimale, mund të përdoret në prodhimin e pjesëve të mëdha dhe komplekse me toleranca të afërta. Megjithatë, përmbajtja e silikonit kufizon temperaturën maksimale të funksionimit në 1350 °C, rezistenca kimike është gjithashtu e kufizuar në rreth 10 pH. Materiali nuk rekomandohet për përdorim në mjedise alkaline agresive.
SinteredKarbidi i silikonit përftohet duke sinterizuar një granulate shumë të imët SIC të para-ngjeshur në një temperaturë prej 2000 °C për të formuar lidhje të forta midis kokrrave të materialit.
Së pari, rrjeta trashet, më pas ulet poroziteti dhe në fund lidhjet midis kokrrizave shkrihen. Në procesin e përpunimit të tillë, ndodh një tkurrje e konsiderueshme e produktit - me rreth 20%.
Unaza vulosëse SSIC është rezistent ndaj të gjitha kimikateve. Meqenëse nuk ka asnjë silikon metalik në strukturën e tij, ai mund të përdoret në temperatura deri në 1600C pa ndikuar në forcën e tij.
| vetitë | R-SiC | S-SiC |
| Poroziteti (%) | ≤0.3 | ≤0.2 |
| Dendësia (g/cm3) | 3.05 | 3.1~3.15 |
| Fortësia | 110~125 (HS) | 2800 (kg/mm2) |
| Moduli elastik (Gpa) | ≥400 | ≥410 |
| Përmbajtja e SiC (%) | ≥85% | ≥99% |
| Përmbajtja Si (%) | ≤15% | 0,10% |
| Forca e përkuljes (Mpa) | ≥350 | 450 |
| Rezistenca në shtypje (kg/mm2) | ≥2200 | 3900 |
| Koeficienti i zgjerimit të nxehtësisë (1/℃) | 4,5×10-6 | 4,3×10-6 |
| Rezistenca ndaj nxehtësisë (në atmosferë) (℃) | 1300 | 1600 |
Guarnicioni mekanik TC
Materialet TC kanë karakteristika të fortësisë së lartë, forcës, rezistencës ndaj gërryerjes dhe rezistencës ndaj korrozionit. Njihet si "dhëmbi industrial". Për shkak të performancës së tij superiore, është përdorur gjerësisht në industrinë ushtarake, hapësirën ajrore, përpunimin mekanik, metalurgjinë, shpimin e naftës, komunikimin elektronik, arkitekturën dhe fusha të tjera. Për shembull, në pompa, kompresorë dhe trazues, unaza e karabit të tungstenit përdoren si vula mekanike. Rezistenca e mirë ndaj gërryerjes dhe fortësia e lartë e bëjnë atë të përshtatshëm për prodhimin e pjesëve rezistente ndaj konsumit me temperaturë të lartë, fërkim dhe korrozion.
Sipas përbërjes kimike dhe karakteristikave të përdorimit, TC mund të ndahet në katër kategori: kobalt tungsteni (YG), tungsten-titan (YT), tungsten titan tantal (YW) dhe karabit titani (YN).
Lidhja e fortë e kobaltit tungsten (YG) përbëhet nga WC dhe Co. Është e përshtatshme për përpunimin e materialeve të brishta si gize, metale me ngjyra dhe materiale jo metalike.
Stellite (YT) përbëhet nga WC, TiC dhe Co. Për shkak të shtimit të TiC në aliazh, rezistenca e tij ndaj konsumit është përmirësuar, por forca në përkulje, performanca e bluarjes dhe përçueshmëria termike janë ulur. Për shkak të brishtësisë së tij në temperaturë të ulët, është i përshtatshëm vetëm për prerje me shpejtësi të lartë të materialeve të përgjithshme dhe jo për përpunimin e materialeve të brishta.
Tungsten titan tantal (niobium) kobalt (YW) i shtohet aliazhit për të rritur fortësinë e temperaturës së lartë, forcën dhe rezistencën ndaj gërryerjes përmes sasisë së duhur të karbitit të tantalit ose karbitit të niobit. Në të njëjtën kohë, forca gjithashtu përmirësohet me performancë më të mirë të prerjes gjithëpërfshirëse. Përdoret kryesisht për materiale prerëse të forta dhe prerje me ndërprerje.
Klasa bazë e titanit të karbonizuar (YN) është një aliazh i fortë me fazën e fortë të TiC, nikelit dhe molibdenit. Përparësitë e tij janë fortësia e lartë, aftësia kundër lidhjes, konsumimi kundër gjysmëhënës dhe aftësia kundër oksidimit. Në një temperaturë prej më shumë se 1000 gradë, ai ende mund të përpunohet. Është i zbatueshëm për përfundimin e vazhdueshëm të çelikut të aliazhuar dhe çelikun shuarës.
| model | përmbajtja e nikelit (wt%) | dendësia (g/cm²) | fortësi (HRA) | Forca në përkulje (≥N/mm²) |
| YN6 | 5.7-6.2 | 14.5-14.9 | 88,5-91,0 | 1800 |
| YN8 | 7.7-8.2 | 14.4-14.8 | 87,5-90,0 | 2000 |
| model | përmbajtja e kobaltit (wt%) | dendësia (g/cm²) | fortësi (HRA) | Forca në përkulje (≥N/mm²) |
| YG6 | 5.8-6.2 | 14.6-15.0 | 89,5-91,0 | 1800 |
| YG8 | 7.8-8.2 | 14.5-14.9 | 88,0-90,5 | 1980 |
| YG12 | 11.7-12.2 | 13.9-14.5 | 87,5-89,5 | 2400 |
| YG15 | 14.6-15.2 | 13.9-14.2 | 87,5-89,0 | 2480 |
| YG20 | 19.6-20.2 | 13.4-13.7 | 85,5-88,0 | 2650 |
| YG25 | 24.5-25.2 | 12.9-13.2 | 84,5-87,5 | 2850 |