Расчет торцевых уплотнений
Важной составляющей при проведении опытно-конструкторских работ, а также при модернизации уплотнительных узлов оборудования является расчет торцевых уплотнений [далее также опытных образцов, прецизионных изделий]. Такие инженерные расчеты позволяют оценивать характеристики опытных образцов для различных геометрических размеров их деталей, размеров камеры оборудования в котором они устанавливаются, с учетом изменения физических свойств рабочей жидкости в процессе эксплуатации. Расчеты призваны дать ответ на вопросы, по которым проектировщие [конструктор] не имеет опытных данных, чтобы обеспечить надежность, работоспособность и эффективность конструкции уплотнения.


При конструировании опытных образцов торцевых уплотнений проводят:
- гидравлические расчеты;
- теплотехнические расчеты;
- прочностные расчеты [в том числе, с применением метода конечных элементов];
- термодинамические расчеты;
- критериальные расчеты;
- моделирование;
- и другие.
При выборе торцевого уплотнения обычно также проводят оценочный инженерный проверочный расчет.
На этапах проектирования и подбора торцевого уплотнения, также рассчитывают [проверяют] характеристикаи упругих элементов [пружин] и вторичных уплотнений и размеров под их установку, например в виде резиновых колец круглого сечения и(или) резиновых манжет.
Программный комплекс MSLC
Программные комплексы для расчета параметров уплотнений и их деталей имеют, в большинстве случаев, только профессионально работающие компании в области уплотнительной техники. Нами разработан и совершенствуется программный комплекс Mechanical Seals Library Complex Software (MSLC). Основу этого программного комплекса составляет библиотека MSL [в том числе сборка для Mathcad], реализованная на языке программирования C++ на основе разрабатываемых нашей группой инженеров расчетных методиках. Математическая модель расчета параметров торцевого уплотнения, реализованная для модулей программного комплекса MSLC, основана на том, что оно имеет внутреннее или наружное расположение. Компьютерное моделирование характеристик этих прецизионных опытных изделий возможно при варьировании величин давлений и температур рабочей среды в достаточно широких пределах, а также задании практически любой по сложности геометрии сечений колец пары трения.
⇒ Бессеточный метод на основе радиальных базисных функций для численного решения уравнения Рейнольдса применительно к торцовому уплотнению вала
⇒ Проверка функций библиотеки MSL для расчета параметров торцовых уплотнений в Mathcad

Встроенный в библиотеку MSL модуль HTC_FDM позволяет моделировать распределение температуры по сечениям колец пары трения. Модуль визуализации VIS_HTC_FMD сохраняет результаты моделирования в графические файлы. Для выполнения расчетов возможно задание различной геометрии колец пары трения торцевого уплотнения. Разбиение геометрической модели сечений колец пары трения проводится автоматически с заданной точностью. Характеристики сечения колец пары трения (статические моменты инерции, моменты инерции, координаты центра тяжести сечений этих колец и др.) также определяются в библиотеке MSL и затем используются в последующих расчетах, в частности, для уточнения деформаций.

Коэффициент распределения полного давления рабочей жидкости в зазоре пары трения торцевого уплотнения (при раскрытии наружного диаметра он стремится к единице), зависит от характеристик рабочей среды и геометрии рабочих поверхностей колец пары трения - определяется в математической модели решением дифференциальных уравнений, содержащих функцию распределения статического (или полного) давления рабочей жидкостии в зазоре пары трения. Среднее статическое (или полное) давление в зазоре пары трения определяется в результате интегрирования функции распределения давления в зазоре между этим рабочими поверхностями колец. Распределение статического давления рабочей жидкости в зазоре пары трения торцевого уплотнения находится в результате решения системы уравнений: Рейнольдса, неразрывности, и других как для осесимметричной задачи в одномерном случае с учётом гидродинамических сил (ранее в библиотеке MSL версий 1.xx).

Для двухмерной постановки задачи используется модуль Re_MKM, расчёты проводятся с применением современных бессеточных методов решения уравнения Рейнольдса [с учётом возможной кавитации], и связанных дифференциальных уравнений с варьированием высоты зазора рабочих поверхностей колец пары трения, возможной её конфузорности, диффузорности и(или) волнистости, а также наличия микроканавок различной геометрической формы. Модуль визуализации VIS_Re_MKM сохраняет результаты моделирования в графические файлы, в которых распределение давление показано на реальной криволинейной поверхности рабочего пояска пары трения.
Ознакомиться с упрощённой методикой инженерного расчета гидравлически нагруженного торцевого уплотнения можно здесь.
- ∈ Анонс (27)
10.02.2025
Статья является продолжением краткой предварительной экспертизы статьи «МЕТОДИКА РАСЧЕТА ТОРЦОВОГО УПЛОТНЕНИЯ С ...
Категории новостей:
- ⇛ Главная
- ® Разработки и патенты
- ♥ Расчет торцевых уплотнений
- ✈ Конструирование и модернизация
- ↻ Изготовление торцевых уплотнений
- ↯ Контроль качества
- ¡ Экспертиза торцевых уплотнений
- ▩ Материалы
- © Статьи
- ¿ Частые вопросы
- ◫ Краткий каталог
- ◉ Типы торцевых уплотнений
- ▣ Применяемость
- ① ТИП 1 / TYPE 1
- ☆ ТИП 1 СПЦ РПВ / TYPE 1 SPC RCN
- ☆ ТИП 1 СПЦ ВТ / TYPE 1 SPC HT
- ② ТИП 2 / TYPE 2
- ③ ТИП 3 / TYPE 3
- ⊛ ТИП 8 / TYPE 8
- ⊛ ТИП 9 / TYPE 9
- ☆ ТИП 10 / TYPE 10
- ☆ ТИП 10 СПЦ ВТ / TYPE 10 SPC HT
- ☆ ТИП 11 [СПЦ РПВ] / TYPE 11 [SPC RCN]
- ☆ ТИП 12 / TYPE 12
- ⇒ ТИП 14 / TYPE 14
- ☞ ТИП 20 / TYPE 20
- ☞ ТИП 22 / TYPE 22
- ⇆ Схемы расположения
- ▦ Таблицы аналогов уплотнений
- ⊠ Подбор аналога торцевого уплотнения
- ⊙ Уплотнения насосов
- ◍ Примеры работ
- ◈ Акты-отзывы
- ◔ Файлы
- ◘ Примеры расчётов
- ▤ Уплотнения фланцев
- ▢ Фото
- ▶ Видео
- ∈ Новости
- ∓ Поиск
- ≃ Оплата и доставка
- ☺ Контакты
- ☍ Карта сайта