Исследование свойств текстильных шнуров для мягких сальниковых уплотнительных элементов и разработка способа повышения их долговечности

• Автор: Соколова, Елена Ивановна
• Шифр специальности: 05.19.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2005
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 147 с. : ил.

Введение
1 ИССЛЕДОВАНИЕ МЕХАНИЗМА ПОТЕРИ РАБОТОСПОСОБ 7 НОСТИ УПЛОТНИТЕЛЬНЫМИ УЗЛАМИ МАШИН И ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ОБОРУДОВАНИЯ БЫТОВОГО ОБСЛУЖИВАНИЯ И КОММУНАЛЬНОГО ХОЗЯЙСТВА.

1.1. Анализ условий эксплуатации и причин выхода из строя уп

лотнительных узлов машин и технологического оборудования бытового обслуживания и коммунального хозяйства.

1.2. Анализ факторов, влияющих на срок службы уплотнитель

ных узлов машин и технологического оборудования.

1.3. Современные представления о механизме взаимодействия и

разрушения деталей уплотнительных узлов.

1.4. Технологические и эксплуатационные методы повышения

срока службы деталей уплотнительных узлов.

1.5. Постановка цели и задач исследования

Выводы по главе
2 ОБОСНОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ МЕРОПРИЯТИЙ ПО
ВЫШЕНИЯ СРОКА СЛУЖБЫ УПЛОТНИТЕЛЬНЫХ УЗЛОВ МАШИН И ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ОБОРУДОВАНИЯ БЫТОВОГО ОБСЛУЖИВАНИЯ И КОММУНАЛЬНОГО ХОЗЯЙСТВА.
2.1. Механизм защиты поверхностей деталей уплотнительных
узлов от разрушения.
2.2. Теоретическое обоснование состава металлоплакирующего
пропиточного материала для уплотнительных узлов машин и технологического оборудования.
2.3. Влияние пропиточного металлоплакирующего материала на
основные характеристики материалов уплотнений.
2.4. Планирование экспериментальных исследований
Выводы по главе
3. ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ ЭКСПЛУАТАЦИОННЫХ ПА
РАМЕТРОВ НА СРОК СЛУЖБЫ САЛЬНИКОВЫХ УПЛОТНЕНИЙ МАШИН КОММУНАЛЬНОГО ХОЗЯЙСТВА И БЫТОВОГО ОБСЛУЖИВАНИЯ
3.1. Методика исследования влияния эксплуатационных пара
метров на срок службы материалов сальникового уплотнения. Планирование и результаты полного факторного эксперимента.
3.2. Методика и результаты определения рациональной концсн
трации металлоплакирующих элементов в смазочном составе.
3.3. Сравнительные испытания смазочных материалов, исполь
зуемых в уплотнительных узлах машин коммунального хозяйства и бытового обслуживания.
Выводы по главе
4 ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ ЭКСПЛУАТАЦИОННЫХ ПА
РАМЕТРОВ НА ОСНОВНЫЕ СВОЙСТВА САЛЬНИКОВЫХ
УПЛОТНЕНИЙ МАШИН КОММУНАЛЬНОГО ХОЗЯЙСТВА И
БЫТОВОГО ОБСЛУЖИВАНИЯ
4.1. Исследование влияния пропиточного состава с металлопла
кирующими элементами на изменение структурных характеристик шнуров сальниковой набивки.
4.2. Исследование влияния пропиточного состава с металлопла
кирующими элементами на изменение полуцикловых разрывных характеристик шнуров сальниковой набивки при одноосном растяжении.
4.3. Исследование влияния пропиточного состава с металлопла
кирующими элементами на изменение линейных размеров, прочностных, сорбционных свойств шнуров сальниковой набивки при контакте с водой.
4.4. Исследование влияния пропиточного состава с металло
плакирующими элементами на изменение линейных размеров, прочностных свойств шнуров сальниковой набивки
при воздействии высоких температур.
Выводы по главе
5 ИСПЫТАНИЯ САЛЬНИКОВЫХ УПЛОТНЕНИЙ И ИСПОЛЬ
ЗОВАНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ ИССЛЕДОВАНИЙ НА ПРЕДПРИЯТИЯХ КОММУНАЛЬНОГО ХОЗЯЙСТВА
5.1. Производственные испытания композиционных текстиль
ных мягких сальниковых набивок
5.2. Рекомендации по использованию результатов исследования
для машин и оборудования коммунального хозяйства и бытового обслуживания.
5.3. Использование результатов исследования на предприятиях
Московской области
Выводы по главе
Общие выводы по работе
Библиографический список
Приложения
ВВЕДЕНИЕ


Анализ неисправностей и причин отказов насосов марки КМ показывает, что наиболее часто из строя выходит сальниковое уплотнение вследствие износа мягкой набивки, от надежности работы которого зависит работоспособность и срок службы насоса в целом. Сальниковые набивки устанавливают для уплотнения вала при выходе его из приемной камеры, где рабочая среда находится под высоким давлением, с целью избежания утечек воды. Небольшие утечки жидкости существуют для смазки сальника и его охлаждения, но строго регламентируются, так как превышение их нормы приводит к снижению мощности и нарушению работы всей гидромашины ,4,1. Рассмотрим типовую конструкцию сальникового уплотнения общепромышленного назначения с мягкой набивкой рис. Рис. Конструкция сальникового уплотнения с мягкой набивкой. В корпус сальника уложена кольцами сменная набивка 5, непосредственно контактирующая с валом 7. Коробка сальника с целью защиты ее от износа со стороны вала защищена бронзовой или латунной грундбуксой 2, которая легко заменяется. Грундбукса так же защищает набивку от вредного воздействия рабочей среды и с ее стороны имеет конусную форму для лучшего прижима набивки к валу. Крышка сальника внутри имеет бронзовые или латунные легко сменяющиеся нажимные вкладыши 8, с целью увеличения прижима набивки к валу, имеющие такие же формы, как и грундбуксы. В целях экономии длины сальникового устройства применяют шарнирное устройство 4. Болты 6 с обеих сторон закрепляют гайками . Конструкция сальникового узла данного вида оборудования не предусматривает пополнения или замены смазочного состава или самой набивки в процессе эксплуатации насоса без останова машины и полной разборки узла, так как это связано с прекращением подачи воды в системы водоснабжения. Нагрузки на детали сальника в процессе эксплуатации насоса для достижения необходимой герметизации узла составляют примерно ЗОН. В большинстве гидравлических насосов используют сальники общепромышленного назначения с мягкой набивкой из текстильных волокон или нитей. Это объясняется простотой их конструкции, легкостью замены, отсутствием внезапных отказов, низкой стоимостью. Задачей данного вида уплотнения является создание герметичности в данном узле не с помощью регулярной и сильной его подтяжки, а за счет увеличения его объема, при набухании под действием смазочного материала и рабочей среды, и тем самым заполнения собой неровностей на поверхности вала ,,2,4,6,7. В процессе эксплуатации гидронасоса в зоне взаимодействия деталей сальника под влиянием различных факторов, таких как смазочная сре
да, материалы пары трения, вид взаимодействия, наличие воды развиваются сложные механо и физикохимические явления, в результате которых происходит изменение механических характеристик контактирующих поверхностей. В результате износа поверхностей сопряженных деталей появляется зазор между ними, возникают протечки уплотняемой среды и нарушается герметизация узла, это в свою очередь ведет к катастрофическому износу вала, подшипников, муфты, электродвигателя. Контроль за техническим состоянием деталей сальникового узла в процессе эксплуатации имеет ряд сложностей, потеря работоспособности мягкой сальниковой набивки влечет за собой ее замену, а потеря работоспособности вала приводит к длительным простоям оборудования сетей водоснабжения, что влечет за собой значительные материальные издержки. Вынужденные простои оборудования, связанные с ремонтом, восстановлением или заменой изношенных деталей приводят к дополнительным финансовым затратам. Наряду с отечественным оборудованием, в настоящее время широко используются гидронасосы зарубежных производителей, но конструктивное исполнение сальниковых уплотнений во многом аналогично. Современный уровень машиностроения, достижения науки и техники позволяют обеспечить определенную прочность деталей машин и гарантируют определенный срок работы при соблюдении требуемых условий. Долговечность сальниковых уплотнений зависит от большого числа конструктивных, технологических и эксплуатационных факторов, которые тесно связаны между собой. Наиболее часто наблюдаются износные отказы, поэтому именно они определяют долговечность уплотнений. Классификация отказов уплотнений приведена на рис.