Yüksək temperatur və yüksək təzyiqli klapanlarda, aviasiya yanacaq sistemlərində və ultra təmiz yarımkeçirici avadanlıqlarda Spring-Energized Seal yay və sızdırmazlıq dodağı arasında sinerji sayəsində dinamik sızdırmazlıq sahəsində etalon həll yoluna çevrilmişdir. Onun əsas yay növünün (V tipli və O tipli) seçimi sızdırmazlıq performansına və istifadə müddətinə birbaşa təsir göstərir. Bu məqalədə struktur mexanika, iş şəraitinə uyğunlaşma və uğursuzluq rejimi ölçülərindən iki yayın texniki fərqləri və mühəndis seçim məntiqi dərindən təhlil edilir.
1. Struktur dizayn və mexaniki xüsusiyyətlərin müqayisəsi
Xüsusiyyətlər V tipli yay O tipli yay (sarmal yay)
En kəsiyi formalı V formalı metal zolaq davamlı sarma Dairəvi məftilli spiral sarğı
Güc rejimi Radial elastik dəstək əsas eksenel sıxılma + radial genişlənmə kompozit effektidir
Sərtlik əmsalı (N/mm) Yüksək (500~2000) Orta-aşağı (200~800)
Deformasiya kompensasiyası qabiliyyəti Məhdud (V-şəkilli bucaq dəyişikliyindən asılıdır) Yüksək (sarmal struktur bir neçə istiqamətdə deformasiya ola bilər)
İstehsal prosesi Ştamplama + sarma, yüksək dəqiqlik tələbləri CNC sarğı, yetkin proses
Əsas fərqlər:
V tipli yay: V-şəkilli bölmənin elastik əyilməsi, yüksək sərtlik, lakin kiçik deformasiya diapazonu vasitəsilə radial dəstək qüvvəsi təmin edir;
O tipli yay: Çox istiqamətli adaptiv kompensasiyaya nail olmaq üçün spiral strukturun sıxılma və burulma deformasiyasından istifadə edir.
2. Performans parametrləri və iş şəraitinə uyğunlaşma
1. Sızdırmazlıq təzyiqinin uyğunlaşması
V tipli yay:
Üstünlüklər: Yüksək sərtlik dizaynı ultra yüksək təzyiqə tab gətirə bilər (statik möhür 1000MPa-a çata bilər);
Ssenari: Nüvə enerjisinin əsas nasos möhürü, superkritik CO₂ turbin klapan.
O tipli yay:
Üstünlüklər: Böyük elastik deformasiya (sıxılma dərəcəsi 50% -ə çata bilər), təzyiqin dəyişməsi ssenariləri üçün uyğundur;
Ssenari: Hidravlik silindr pistonlu möhür, aerokosmik ötürücü.
2. Temperatur və orta uyğunluq
V tipli yay:
Material: Inconel X-750 və ya Elgiloy (kobalt əsaslı ərinti) əsasən 650 ℃ temperatur müqaviməti ilə istifadə olunur;
Çatışmazlıqlar: Mürəkkəb kəsişmə örtüyü çətinləşdirir və korroziyaya qarşı müqavimət substratdan asılıdır.
O tipli yay:
Material: Ümumi istifadə olunan 316L paslanmayan polad və ya Hastelloy C-276, daha yaxşı korroziyaya davamlıdır;
Çatışmazlıqlar: Stressin rahatlaşması yüksək temperaturda (＞400℃) baş verir.
3. Dinamik cavab xüsusiyyətləri
V tipli yay:
Yüksək tezlikli vibrasiyanın yatırılması: yüksək sərtlik rezonans riskini azaldır, 200Hz-dən yuxarı ssenarilər üçün uyğundur;
Sürtünmə gücü istehlakı: V-şəkilli kənarlar sızdırmazlıq dodaqlarının aşınmasını ağırlaşdıra bilər (səth gümüşü örtük tələb olunur).
O tipli yay:
Yerdəyişmə kompensasiyası: spiral quruluş ±2 mm eksenel əyilməni qəbul edə bilər;
Başlama anı: aşağı elastik histerezis, dəqiq hərəkətə nəzarət üçün uyğundur.
4. Həyat və etibarlılıq
V tipli yay:
Yorğunluq müddəti: 10⁷ dövr (R=0,1, yük＞50% limit dəyəri);
Uğursuzluq rejimi: V formasının kökündə gərginlik konsentrasiyası qırılmaya səbəb olur.
O tipli yay:
Yorulma müddəti: 10⁸ dövr (R=0,5, yük＜30% limit dəyəri);
Uğursuzluq rejimi: spiral boşluqların tıxanması və ya korroziyaya uğraması.
3. Tipik tətbiq ssenarilərinin müqayisəsi
Sənaye V tipli yaylı tıxaclı möhür tipik tətbiqi O tipli yaylı tıxaclı möhürün tipik tətbiqi
Enerji Ultra yüksək təzyiqli təbii qaz quyusu ağzı klapan (105MPa) Hidroelektrik turbin bələdçi qanad möhürü (25MPa)
Aerokosmik Raket mühərriki maye oksigen klapan (-196℃) Təyyarənin eniş mexanizminin hidravlik ötürücüsü (150℃)
Yarımkeçirici Plazma aşındırma maşını vakuum kamerası Vafli təmizləmə avadanlığı fırlanan birləşmə
Tibbi avtoklav möhürü (140 ℃ buxar) Cərrahi robot birləşmə möhürü (aşağı sürtünmə)
4. Seçim qərar ağacı və xərclərin təhlili
Seçim məntiqi:
V tipli yayın üstünlüklü seçimi:
Təzyiq＞70MPa;
Kontakt gərginliyinin paylanmasına dəqiq nəzarət edilməlidir;
Yüksək tezlikli vibrasiya mühiti (＞150Hz).
O tipli yayın üstünlüklü seçimi:
Təzyiq dəyişməsi ±30%-dən çox;
Çox istiqamətli mürəkkəb hərəkət (fırlanma + qarşılıqlı);
Güclü aşındırıcı mühit (məsələn, hidrofluorik turşu).
Xərclərin müqayisəsi:
V tipli yay:
Material dəyəri: Inconel materialı təxminən 8000 ￥/kq-dır;
Emal dəyəri: Dəqiq ştamplama + istilik müalicəsi bir məhsulun qiymətinin 40% -ni təşkil edir.
O tipli yay:
Material dəyəri: 316L paslanmayan polad təxminən ￥150/kq;
Emal dəyəri: CNC sarğı tək məhsulun qiymətinin 25% -ni təşkil edir.
Baxım iqtisadiyyatı:
V tipli yay pan-plug möhürü: yüksək həyat dövrü dəyəri (əvəz edilməsi ümumi sökülmə tələb edir), lakin aşağı uğursuzluq dərəcəsi;
O tipli yay pan-plug möhürü: yayın onlayn dəyişdirilməsini dəstəkləyir, texniki xidmət dəyəri 30% aşağıdır.
V. Texnologiyanın təkamülü və innovasiya istiqaməti
V tipli yay optimallaşdırılması:
Topologiyanın optimallaşdırılması dizaynı: sonlu elementlərin təhlili vasitəsilə V formalı bölməni yenidən formalaşdırmaq və gərginliyin konsentrasiyasını 50% azaltmaq;
Əlavə istehsal: lazer seçmə ərimə (SLM) inteqrasiya olunmuş yay-möhür dodaq quruluşunu təşkil edir.
O tipli yay yeniləməsi:
Ağıllı materiallar: Forma yaddaşı ərintisi (SMA) yayları temperatura uyğunlaşan əvvəlcədən yükləməyə nail olur;
Kompozit örtük: Almaz kimi karbon (DLC) örtüyü sürtünmə əmsalını 0,02-ə qədər azaldır.
Hibrid yay:
VO kompozit strukturu: Xarici V tipli yay sərt dayaq təmin edir, daxili O tipli yay isə mikroskopik deformasiyanı kompensasiya edir;
Tətbiq ssenarisi: Nüvə birləşmə cihazının ilk divar möhürlənməsi (radiasiya müqaviməti və istilik dövrü nəzərə alınmaqla).
Nəticə
V tipli və O tipli yayların tıxaclı möhürlərdə tətbiqi mahiyyətcə “bərk dayaq” və “elastik uyğunlaşma”nın texniki marşrut seçimidir. V tipli yaylar mexaniki dəqiqliyi ilə tanınır və ultra yüksək təzyiq və yüksək tezlikli vibrasiyanın ekstremal sahələrində üstünlük təşkil edir; O tipli yaylar çox istiqamətli kompensasiya imkanları ilə mürəkkəb hərəkət möhürləri üçün ilk seçimdir. Gələcəkdə, material hesablama və rəqəmsal əkiz texnologiyasının inkişafı ilə, yay dizaynı ənənəvi formaları keçəcək və pan-plug möhürlərinin "qavrayış-cavab" inteqrasiya olunmuş ağıllı möhürlərə təkamülünü təşviq edəcəkdir.
Göndərmə vaxtı: 06 mart 2025-ci il