שיחה עם המייסד

חשיפת הסודות לחיבורים מכניים בעלי عمر ארוך

במערכת התפעול של ציוד תעשייתי, חותמי מכונה פועלים כמו גיבורים שוממיים – שומרים בשקט על קצות הציר של ציוד העברת נוזלים. הם חייבים למנוע דליפה של תווך כדי להבטיח את ביטחון הייצור, ובמקביל להפחית את אובדן החיכוך כדי לשפר את היעילות האנרגטית. רכיב שנראה קטן זה קשור ישירות לתפעול היציב של תחומי יסוד תעשייתיים כגון עיבוד כימי, אנרגיה וטיהור מים. לרמה הטכנולוגית שלו אף מתייחסים כאינדיקטור מרכזי לדיוק ולרמת המתקדמות של ייצור הציוד.

המר טונג האנצ'ואן, מייסד חברת Jiangsu Golden Eagle Fluid Machinery Co., Ltd., מוקדש לתחום זה כבר 50 שנים מאז שנת 1976. במהלך עשורים רבים של עמידות, הוא ערך עדים על המסע השלם של החותמים המכניים המקומיים, שממשיכים מהדמית לחדשנות עצמאית. היום הזמננו את יושב הראש טונג לדון באפקטיביות של חותמים מכניים – מהעקרונות הבסיסיים לחוויות מעשיות – ולגלות את "סודות התועלת הארוכה" של רכיב קריטי זה.

כתב : יושב הראש טונג, עם חמישים שנות ניסיון בתעשיית החותמים המכניים, עשיתם עדים לפיתוח ולשינויים בתחום. החל מהבסיס, מהו הגורם החשוב ביותר להארכת תוחלת החיים של חותמים מכניים בעת פעילות בתווך נוזלי?

יושב הראש טונג : בסופו של דבר, הכל תלוי בשימור סרט הנוזל. בין משטחי החיכוך של הטבעות הדינמיות והסטטיות בחֶרֶך מכני, נוצר סרט נוזל על ידי התווך שמספק שימון חיוני. הסרט פועל כשכבה מגינה—בלי הוא, או אם הוא הופך לא יציב, החֶרֶך ייכשל במהירות. ב-Golden Eagle, אנו prioritizing את יציבות סרט הנוזל כאינדיקטור מרכזי בכל תהליכי העיצוב והייצור שלנו.

כתב : מהן מצבי השימון השונים בין משטחי החיכוך האלה, וכיצד הם משפיעים על אורך חיי החֶרֶך?

יושב הראש טונג : בהסתמך על ההפעלה והמחקר שלנו, ישנם ארבעה מצבים עיקריים:

חיכוך יבש : הסצנאריו הגרוע ביותר, שבו אין נוזל שנכנס למשטח החיכוך—נותרים רק אבק ושכבות מחוסמות. זה גורם להתחממות מיידית, שחיקה ודליפה מהירה. בתחילת הקריירה שלי, נתקלתי במאות מקרים שבהם התקנה לא נכונה הובילה לחיכוך יבש, מה שגרם לאבדנים משמעותיים

שימון שיפולי : בתיאוריה, משטחי החיתוך לעולם אינם חלקים באופן מושלם. מה שנראה שטוח עדיין מכיל פסגות ועמקים מיקרוסקופיים. כאשר נוזל חותך או תווך חודר לפתח תחת לחץ, הוא ממלא את העמקים אך לא את הפסגות. העמקים נהנים מסיכה, אך בפסגות מתרחשת מגע ישיר וחיכוך, מה שגורם לבלאי מתון וייצור חום.

 

סיכה חצי-נוזלית : זהו המצב האידיאלי. על ידי יצירת "קוטרים מקרו-ממדיים" על פני הקצה באמצעות חריצים, נשמר סרט נוזל דק אך יציב. זה מפחית את מקדם החיכוך ומבטיח חותך אפקטיבית.

 

סיכה מלאה נוזלית : אף שזה אולי נראה אידיאלי ללא חיכוך, הפער הגדול מדי גורם לדליפה – מה שעושה אותו נגד התועלת.

כתב : נראה כי סיכה חצי-נוזלית היא המצב האידיאלי לעניין זה. אילו גורמים יש לקחת בחשבון כדי להשיג זאת?

יושב הראש טונג : גישה מקיפה היא חיונית. תכונות המדיה הן יסודיות — לדוגמה, מדיה בעלת צמיגות גבוהה יוצרת סרט נוזלי ביתר קלות מאשר מדיה בעלת צמיגות נמוכה. גם לחץ, טמפרטורה ומהירות החלקה הם קריטיים: לחץ מוגבר עלול לקרוע את הסרט הנוזלי, טמפרטורות גבוהות עלולות להפוך את המדיה לאדים, ומהירויות גבוהות עלולות להגביר את חום החיכוך.

בגולדן אייגל אנו מבצעים חישובים מפורטים של הפרמטרים הללו בתהליך הבחירה אצל הלקוח. בנוסף, יש לדייק גורמים כגון התאמת לחץ פני הקצה, עיצוב מבנה הליבון ודיוק עיבוד פני החיכוך. למשל, בעוד שבעבר היה מקובל רugoזity של Ra0.8, כיום הגינUNC grinding שלנו מגיע ל-Ra0.02, מה שמשפר בצורה משמעותית את שמירת סרט הנוזל.

כתב : הזכרת מבני ליבון — שמענו שבגולדן אייגל יש מומחיות טכנית רבה בפיתוחם. האם תוכל להרחיב?

יושב הראש טונג : בהחלט. עיצוב מבני הוא אחד מהעקרונות המרכזיים שלנו.

פאות קצה אקסצנטריות : על ידי הזזת מרכז הטבעת הדינמית או הסטטית מהציר בצורה קלה, הנוזל מושך אל פנים שטח החיכוך במהלך הסיבוב. עם זאת, מידת הלא-סימטריה חייבת להיות מדויקת — הזזה מוגזמת תגרום לבלייה לא אחידה תחת לחץ גבוה, ו속ות גבוהות דורשות עיצוב זהיר כדי להימנע מרעידים הנגרמים מכוח צנטריפוגלי. למדנו זאת בדרך הקשה עם חותמי משאבות כימיות בהתחלה, ופתרנו את זה לאחר מכן בעזרת ניתוח לפי איברים סופיים.

חריצים בפאת הקצה : בתנאי לחץ גבוה ומהירות גבוהה, חריצים מפחיתים בצורה יעילה את הפרעות בסרט הנוזל שנגרמות מחום חיכוך. מיקום החריצים הוא קריטי: עבור החותמים עם לחץ חיצוני, יש למקם את החריצים ב טבעת הצפה כדי למנוע כניסת זיהומים; עבור חותמים עם לחץ פנימי, עדיף למקם את החריצים ב טבעת הדינמית, כיוון שכוח צנטריפוגלי מרחיק את הזיהומים. גם צורת החריצים, מספרם ועומקם חשובים – יותר מדי או עמוקים מדי יגדילו את הדליפה. חריצים שלנו בצורת משולש שיפרו את יעילות השמנים ב-30% בהשוואה לעיצובים מלבניים קודמים.

 

שימון הידרוסטטי : זה כולל שימוש במקור נוזל עצמאי (למשל, משאבת הידראוליקה) כדי לספק שמן מומר ישירות אל פני החיכוך, ומספק גם שימון וגם התנגדות כנגד לחץ המדיום. עיצוב זה בשימוש נפוץ בכורות תגובה בעלות לחץ גבוה.

כתב : האם אתגרי השימון מורכבים יותר עבור חותמים מכניים בתוسطين גזיים?

יושב הראש טונג : אכן, הם קשים יותר. תנאים כאלה לעתים קרובות מערבים שימון לא מספיק, בעיות בתפירת חום ורגישות לتسרבות, ודורשים תכנונים מיוחדים כדי להבטיח פעילות יציבה. אנו בדרך כלל משתמשים בחיבורים יבשים של גז, אשר משתמשים בדפוסי חריצים ברמת מיקרון (למשל, ספירלה או חריצים בצורת T) כדי ליצור אפקטים הידרודינמיים, דוחסים את הגז לフィילם אולטרה-דק (בערך 3–5 מיקרומטר) לצורך פעילות ללא מגע. בפרויקט שדרוג עבור יצרן מחazers גז, גישה זו הרחיבה את משך חיי החיבור מ-3 חודשים ל-18 חודשים.

כתב : מאחורי חדשנות זו, היו הרבה ניסיונות וכישלונות?

יושב הראש טונג : בהחלט. בשנות ה-80, כשעבדתי על איטום של משאבות בתыקות, ניסינו שילוב של חריצים בפאה הקצה. בהתחלה, כמות גדולה מדי של חריצים גרמה לדליפה מוגזמת; כמות קטנה מדי גרמה לחיכוך יבש. נדרשו יותר מ-20 ניסיונות כדי למצוא את הפרמטרים האופטימליים. כיום, מהנדסים צעירים נהנים מסימולציות ממוחשבות, שמפחיתות רבות מן האומדן. עם זאת, אני תמיד מדגיש שה khoảng הפער בין נתוני מעבדה לתנאי שדה חייב להידקם על ידי ניסיון מעשי. בגלל זה 'Eagle Golden' עמדה איתן בתעשייה — אנחנו מעריכים גם את התיאוריה וגם את הפרקטיקה.

הדיון של היום עם יושב הראש טונג, מיסודות תיאורית שימון של סרט נוזל ועד לעיצובים מבניים המשפרים שימון, חשף את הלוגיקה העומדת בבסיס אורך החיים של החותמים מכניים. באינטראוי הבא, יצלול יושב הראש טונג לעומק היישומים המעשיים, ויבחן אסטרטגיות בחירה ואמצעי מניעה של כשלים בחתימות מכניים בתחומים שונים - כולל עיבוד כימי, תעשייה פרמצבטית, רתיכות ונשיקות חדשות. השארו מחוברים!