套筒補(bǔ)償器摩擦力
現(xiàn)行計(jì)算公式的缺陷
采用填料密封的摩擦力計(jì)算公式目前均采用以下算式：
由于拉緊螺栓產(chǎn)生的摩擦力為
圖－－＝＝＝
由于管道介質(zhì)壓力所產(chǎn)生的摩擦力P2為：
圖＝＝＝＝＝＝
式中Pn－－－介質(zhì)工作壓力（表壓力）（Pa）；DN>450mm時(shí)A＝ 、DN>450mm時(shí)A＝1.75* 。要求分別按（1）（2）式計(jì)算取其較大值。公式（1）的問題：其一是把螺栓
拉緊產(chǎn)生作用于f面積上的正壓力當(dāng)成一個(gè)定值，并等于填料與芯管接觸面上正壓力；其二是n值是螺栓個(gè)數(shù)，加壓值按個(gè)數(shù)正比增加，而實(shí)際由于填料產(chǎn)生塑性變形，按對(duì)稱方式
在擰緊過程中，先擰的要比后擰的螺栓用力大得多，為了使每個(gè)螺栓最終受力一樣，采用力短標(biāo)志扳手，也很難取得一致；其三填料深度B值大小對(duì)摩擦力的影響不是成正比管線。
因此按式（1）計(jì)算結(jié)果與實(shí)際值相差很多。
公式（2）的問題是：APn反映介質(zhì)壓力作用于填料而產(chǎn)生的對(duì)密封面上的正壓力，由于介質(zhì)壓力在填料長(zhǎng)度上的分布也不是定值，所以按式（2）計(jì)算結(jié)果也是遠(yuǎn)離于實(shí)際值
。
2 摩擦力計(jì)算值與實(shí)測(cè)值的比較
摩擦力計(jì)算值與實(shí)測(cè)值的比較見表1。結(jié)果標(biāo)明：
表1
1）計(jì)算出的摩擦力遠(yuǎn)大于實(shí)測(cè)值，而且起動(dòng)摩擦力值大于平均值。
2）摩擦力值與介質(zhì)壓力不成正比關(guān)系，隨著介質(zhì)壓力提高，摩擦力值有上升趨勢(shì)。
3）三種規(guī)格產(chǎn)品密封材料相同，按照密封單位周長(zhǎng)計(jì)算出摩擦力并不一樣，取每一單位密封周長(zhǎng)5次測(cè)試的平均值作為計(jì)算值，其均方誤差分別為8.74％、9.66％、9.6％，三種規(guī)
格的實(shí)測(cè)值與三種規(guī)格的平均值比較，之間的相差11.5-34.6％，從測(cè)試中可知生產(chǎn)企業(yè)必須制定出填入方法和壓緊螺栓的工藝
標(biāo)準(zhǔn)。3 一個(gè)新的摩擦力計(jì)算公式
現(xiàn)取出一塊填料分析受力，推導(dǎo)出摩擦力公式如下：
圖＝＝＝＝
由式（3）可知，套筒補(bǔ)償器摩擦力與介質(zhì)壓力成正比，與填料摩擦系數(shù)、測(cè)壓系數(shù)、填料長(zhǎng)度、厚度等有關(guān)，要減少摩擦力，就應(yīng)減少填料摩擦系數(shù)、提高芯管填料函的表
面光潔度，適當(dāng)減少填料長(zhǎng)度。
計(jì)算式表明，填料的性能系數(shù)（）的大小對(duì)摩擦力影響很大，一些資料上也只給出數(shù)據(jù)范圍，如膨脹石墨的干摩擦系數(shù)為0.13-0.15測(cè)壓系數(shù)為0.28-0.54，在實(shí)際應(yīng)用中摩擦
面并非于摩擦，有介質(zhì)起到潤(rùn)滑作用，雖屬同類材料其側(cè)壓系數(shù)也與容重、彈塑性關(guān)系很大，因此加工、安裝工藝和材料性能確定后，通過必要的形式試驗(yàn)和相應(yīng)的計(jì)算，找出產(chǎn)
品性能規(guī)律，即可按以上公式求出計(jì)算摩擦力與實(shí)際摩擦力的偏差可以控制在一定范圍。因此，套筒補(bǔ)償器的有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求每批產(chǎn)品做摩擦試驗(yàn)，確定摩擦力是十分必要的。
各廠生產(chǎn)的補(bǔ)償器應(yīng)在產(chǎn)品樣本中給出摩擦力值，該值是計(jì)算固定支座的重要參數(shù)，制造廠對(duì)此值負(fù)責(zé)。
4 采用注“油”填料密封的機(jī)理與摩擦求法
采用注油填料密封的套筒補(bǔ)償器外型上已去掉了填料函的壓蓋和壓緊螺栓，其密封機(jī)理如圖7，在兩組普通浸油石棉盤根（或其他材料的盤根）中間注入“油”，使“油”分
別向兩邊壓緊，使盤根加大徑向壓力，產(chǎn)生密封作用，相當(dāng)于套筒的一級(jí)密封，注入的“油”填料緊緊地與芯管接觸，并且接觸均勻，“油”填料主要分成柔性石墨，它與鋼材表
面摩擦系數(shù)為0.13-0.15，所以芯管運(yùn)動(dòng)阻力很小。通過測(cè)試，摩擦力主要與填料深度有關(guān)，其范圍是DN100-500為300-350N/CM。DN600-1000為450-500N/CM。
4. 結(jié)束語
綜上所述，套筒補(bǔ)償器的發(fā)展是圍繞著解決使用中的兩大問題進(jìn)行的。一個(gè)是如何保證不泄露，另一個(gè)是減少對(duì)固定支座的推力。隨著新密封材料和密封結(jié)構(gòu)的應(yīng)用，對(duì)解決
泄漏或減少平時(shí)維護(hù)工作，已有了明顯成效，隨著自身平衡型結(jié)構(gòu)的出現(xiàn)，實(shí)現(xiàn)了使固定支座不再承受介質(zhì)壓力產(chǎn)生的軸向推力。另外，補(bǔ)償器自身的摩擦力也在降低。本文提出
了求摩擦力的較準(zhǔn)確計(jì)算式，但仍要依據(jù)數(shù)據(jù)和工藝的標(biāo)準(zhǔn)化。
我們相信隨著技術(shù)進(jìn)步，套筒補(bǔ)償器必將向摩擦力小、多年運(yùn)行（如5年以上）無泄漏和自身平衡型的方向發(fā)展，摩擦力的求法也將完整、準(zhǔn)確、套筒補(bǔ)償器也必將以其成本低
、補(bǔ)償量大，易安裝、少（不）維護(hù)等優(yōu)勢(shì)獲得及廣泛應(yīng)用。
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