メカニカルシールの圧縮力の計算方法と計算式

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メカニカルシール 圧縮とは、圧縮するために適用される力の量です。 シール面 一緒に。シールの自由高さと取り付け高さの差を測定し、シールの種類に応じた特定の計算式を使用して計算します。

メカニカルシール圧縮計算機

メカニカルシール圧縮計算機

注記: 標準的な圧縮範囲は0.100インチから0.150インチです。ご使用のシールについては、必ずメーカーの仕様をご確認ください。

基本的な圧縮式

メカニカルシールの圧縮を計算するための標準的な式は次のとおりです。

圧縮 = 自由高さ - 作業高さ

どこ:

  • 自由高さ = 完全に緩んだときのシール部分の長さ
  • 作動高さ = シールを設置して圧縮した時の長さ

スプリング式シールの場合は、以下も使用できます。

バネ力 = バネ定数 × 圧縮距離

例えば、シールの自由高が2.500インチだとします。取り付け後の寸法は2.375インチ、圧縮高は0.125インチです。

ステップバイステップの計算プロセス

メカニカルシールの圧縮を正確に計算するには、以下の手順に従ってください。各ステップは前のステップに基づいて構築されます。

ステップ1:自由高を測定する

シールをハウジングから完全に取り外します。すべてのスプリングが自然の位置に戻ります。

ノギスを使って、シールの裏側からシール面までの長さを測ります。この測定値を自由高として記録します。正確さを期すため、シールの周囲を複数回測定してください。

ステップ2:作業高さを決定する

メーカーの仕様に従ってシールを取り付けてください。機器はまだ始動しないでください。

からの距離を測る 密閉室 シャフトの基準点に面を合わせます。この測定値からシールの取り付け長さを差し引きます。これで作業高さがわかります。

ステップ3:圧縮距離を計算する

自由高さから作動高さを差し引きます。この差が圧縮距離です。

例えば:

  • 自由高: 2.500インチ
  • 作業高さ: 2.375インチ
  • 圧縮: 0.125インチ

ステップ4: 仕様を検証する

計算した圧縮値をメーカー推奨範囲と比較してください。ほとんどのシールでは、0.100インチから0.150インチの圧縮が必要です。

必要に応じてシールの位置を調整してください。適切な圧縮を得るために、シムまたはスペーサーを使用してください。

メカニカルシールの種類とその製法

シールの種類によって計算方法が異なります。ここでは、最も一般的なシールの種類とその具体的な計算式をご紹介します。

プッシャーシール

プッシャーシール バネを使って面接触を維持します。上記の基本式を使って圧縮を計算します。

複数のスプリングシールの場合:

総力 = スプリングの数 × 個々のスプリングレート × 圧縮

非プッシャー(ベローズ)シール

ベローズシールはシャフトに沿ってスライドするのではなく、曲がります。

圧縮は次のように計算します。

圧縮 = 自由長 - (チャンバー深さ - 設置寸法)

カートリッジシール

カートリッジシールは、圧縮力が予め設定された状態で組み立てられています。シール面から基準カラーまでの寸法を確認し、圧縮力を確認してください。

ほとんどのカートリッジシールには圧縮インジケーターが付いています。フラッシュインジケーターは適切な圧縮状態を示します。

典型的なメカニカルシールの圧縮値

パラメータ標準値/範囲注釈/参考文献
フェースロード(新しいカーボンフェース)約30 psi(0.2 N/mm²)業界標準の新しい負荷
フェースロード(摩耗したカーボンフェース)約10 psi(0.07 N/mm²)寿命末期の顔面荷重
スプリング圧縮(シングル)50~70 %の自由長シングルスプリングシールの規格
スプリング圧縮(複数)自由長約90 %複数スプリングシールに共通
軸方向のたわみ(単ばね)約1.5~3.5mmクラッシュ距離の例
スプリングプリロード圧力1.3~2.8 kgf/cm²(0.13~0.28 MPa)一般的なポンプシールスプリング
バランスシール閉鎖領域~65~85 %(バランス比)標準的なバランス設計
設置許容範囲±1/32インチ(±0.8 mm)シール設定許容範囲