Совершенствование конструкций и методики расчета торцово-сальниковых уплотнений химического оборудования

• Автор: Фокина, Мария Сергеевна
• Шифр специальности: 05.02.13
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2015
• Место защиты: Тамбов
• Количество страниц: 155 с. : ил.

Оглавление

ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1. ПОДВИЖНЫЕ РАЗЪЕМНЫЕ СОЕДИНЕНИЯ
1.1. Контактные разъемные герметичные соединения
1.1.1. Сальниковые уплотнения
1.1.1.1. Сальниковые уплотнения с мягкой набивкой
1.1.1.2. Манжетные уплотнения
1.1.1.3. Уплотнения с профильными кольцами
1.1.2. Торцовые уплотнения
1.2. Неконтактные разъемные герметичные соединения
1.3. Методы расчета подвижных разъемных герметичных
соединений
1.4. Тоцово-сальниковое уплотнение
1.5. Постановка задачи исследований диссертационной работы
Выводы по главе
ГЛАВА 2. АНАЛИТИЧЕСКОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ РАБОТЫ ОДНОЙ КАМЕРЫ
С ДВУМЯ УПЛОТНИТЕЛЬНЫМИ ЭЛЕМЕНТАМИ
2.1. Силовой анализ работы одной камеры в торцово-сальниковом уплотнении
2.1.1. Основные деформационные характеристики уплотнительных элементов
2.1.2. Конструктивная схема работы одного элемента (одной камеры) торцово-сальникового уплотнения
2.1.3. Распределение нагрузок на элементы уплотнения
2.1.4. Влияние внешних факторов на силовые параметры элементов уплотнения
2.2. Потери мощности на трение одной камеры
2.3. Определение утечки уплотняемой среды (воды) через одну камеру.
Выводы по главе
ГЛАВА 3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ РАБОТЫ ОДНОЙ
КАМЕРЫ ТОРЦОВО-САЛЬНИКОВОГО УПЛОТНЕНИЯ

3.1. Экспериментальный комплекс и модель для исследования
работы одной камеры ТСУ
3.1.1. Опытная модель одной камеры ТСУ
3.1.2. Принципиальная схема исследовательского комплекса
3.1.3. Работа экспериментального комплекса
3.2. Методика проведения исследований работы одной камеры

3.2.1. Построение тарировочного графика для определения нагрузки
на крепежные детали
3.2.2. Методика проведения эксперимента
3.3. Условие герметичности одной камеры торцово-сальникового уплотнения
3.4. Оценка мощности, теряемой на трение в одном элементе ТСУ
3.5. Оценка эффективности самоуплотнения
3.6. Оценка погрешности эксперимента
3.7. Сравнение результатов аналитического и экспериментального исследований работы одной камеры ТСУ
3.7.1. Сравнение значений потери мощности привода полученных
аналитически и экспериментально
3.7.2. Сравнение величины утечки, полученной аналитически и

экспериментально
3.7.3. Сравнение аналитического и экспериментального значения увеличения нагрузки на шпильки от осевой силы давления среды
Выводы по главе
ГЛАВА 4. АНАЛИЗ РАБОТЫ МНОГОКАМЕРНЫХ ТСУ
4.1. Действие осевой силы самоуплотнения в ТСУ
4.2. Взаимодействие элементов в двухкамерном ТСУ
4.3. Потери мощности на трение в двухкамерном ТСУ
4.4. ТСУ с числом камер больше двух
4.5. Методика расчета многокамерного торцово-салышкового уплотнения
Выводы по главе
ГЛАВА 5. СРАВНЕНИЕ НОВЫХ ТИПОВ ТСУ С ИЗВЕСТНЫМИ УПЛОТНЕНИЯМИ, ИХ МОНТАЖ, ЭКСПЛУАТАЦИЯ,
РЕМОНТ

5.1. Сравнение существующих подвижных уплотнений с новыми типами ТСУ с уплотнителями, размещенными попарно и последовательно вдоль оси вала
5.2. Бескамерное торцово-сальниковое уплотнение
5.3. Монтаж, ремонт и эксплуатация новых типов ТСУ
5.4. Рекомендации по установке уплотнительных колец уз материала 123 ГРАФЛЕКС
Выводы по главе
ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ И РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
ПРИЛОЖЕНИЕ

сальника. С увеличением силы трения (см. выражение 1.1) уменьшается удельная осевая нагрузка.
С увеличением длины набивки увеличиваются потери подводимой мощности N7 на трение подвижной детали о набивку [19]. Так, при вращении вала N7 = л 2 А 2 Ь к ЯсР п £ где п - число оборотов вала в мин., qCp - усредненное значение удельной осевой нагрузки.
При возвратно-поступательном движении штока N7 = я <1 Ь к Р цср уср.
Здесь уср - средняя скорость движения штока.
Влияние ширины и высоты набивки Ь и Ь соответственно рассмотрено выше (раздел 1.1.1.1).
Щелевые и лабиринтные уплотнения рассчитывают по значению допускаемой выражению: утечки газа [21] (при докритическом его истечении), которое можно найти по
в = а я Э 6 [ё (Р,2 - Р22) / (Р, V, г) ] °’5, кг/с
где а — коэффициент расхода (зависит от свойства газа; V] - удельный объем газа пред уплотнением (при его давлении Р]); П - диаметр вала; 5 - радиальный зазор между втулкой длиной Ь и валом; г-число лабиринтов.
Величина утечки уплотняемой жидкости [46] (при ламинарном режиме ее истечения)
и = я О б3 (Р]-Р2)/ 12 р и где р- коэффициент динамической вязкости уплотняемой среды.
Работа гидродинамических уплотнений связана с затратами энергии. Так, мощность, потребляемая винтоканавочным уплотнением [72]
N = V/ Д Р,
где АР- перепад давления между входным и выходным участками винта уплотнения.
Мощность, затрачиваемая на работу центробежного уплотнения N = 0,308 я р со2 Я4 (ую)0’5, где у - кинематический коэффициент вязкости уплотняемой среды, м/с; р - ее плотность, кг / м3; со — угловая скорость вращения вала, с ~ 1 ; Я - внешний радиус диска уплотнения, м.