Повышение надёжности автомобильных двигателей путём контроля герметичности манжетных уплотнений коленчатого вала при капитальном ремонте

• Автор: Иванов, Иван Геннадьевич
• Шифр специальности: 05.22.10
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2011
• Место защиты: Саратов
• Количество страниц: 155 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

1. АНАЛИЗ СОСТОЯНИЯ ВОПРОСА ПО НАДЖНОСТИ МАНЖЕТНЫХ УПЛОТНЕНИЙ ВРАЩАЮЩИХСЯ ВАЛОВ

1.1 Конструктивные факторы, определяющие герметичность

манжетного уплотнения

1.2 Технологические факторы, определяющие герметичность

манжетного уплотнения

1.3 Эксплуатационные факторы, определяющие герметичность манжетного уплотнения

1.4 Анализ методов расчта манжетных уплотнений вращающихся валов

1.4.1 Общие положения

1.4.2 Методика расчта статического контактного давления моделированием оболочкой

1.4.3 Методика расчта динамического контактного давления
1.5 Факторы, определяющие ресурс манжетного уплотнения
1.6 Выводы
2. АНАЛИТИЧЕСКОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ИЗМЕНЕНИЯ ТЕКУЩЕГО СОСТОЯНИЯ МАНЖЕТНЫХ УПЛОТНЕНИЙ ВРАЩАЮЩИХСЯ ВАЛОВ В ПРОЦЕССЕ ЭКСПЛУАТАЦИИ
2.1 Аналитическая зависимость герметичности манжетного уплотнения
от наработки
2.2 Влияние режимов работы герметичность манжетных уплотнений
2.3 Выводы
3. ПРОГРАММА И МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЯ
3.1 Программа и общая методика исследования
3.2 Методика экспериментальных исследований влияния режимов
работы на герметичность манжетного уплотнения
3.3 Методика определения влияния эксцентриситета на
уплотнительную способность манжеты заднего носка коленчатого
вала двигателя КамАЗ0
3.4 Методика сбора статистических данных зависимости износа поверхности под манжетное уплотнение коленчатого вата двигателя КамАЗ0 от наработки
3.5 Выводы
4. АНАЛИЗ РЕЗУЛЬТАТОВ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ
4.1 Влияние режимов работы на тепловое состояние и герметичность манжетного уплотнения
4.2 Результаты испытания по определению влияния эксцентриситета на уплотнительную способность манжеты заднего носка коленчатого
вала двигателя КамАЗ0
4.3 Изменение технического состояния сопряжения валманжета
в процессе эксплуатации
4.4 Выводы
5. ПРАКТИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ И ТЕХНИКОЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ
5.1 Практические рекомендации по использованию стенда для предварительного испытания манжетных уплотнений
5.2 Теоретическое определение ресурса манжетных уплотнений в зависимости от интенсивности эксплуатации
5.3 Техникоэкономическая оценка эффективности исследования
5.4 Выводы
ОБЩИЕ ВЫВОДЫ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ


Рассмотрим наиболее широко применяемую конструкцию резиноармированную манжету. В манжете (рис. В соответствии с ГОСТ 4. Эти общие показатели не дают представления о многообразии и взаимной связи различных факторов, влияющих на работоспособность манжеты. Полка. Осевой размер полки Ьм и натяг по наружному диаметру 1к выбирают из условия отсутствия проворота манжеты в корпусе под действием момента трения на валу. Як = 0,2-0,3 мм достаточно иметь размер полки Ьм = 2,5-3,0 мм, причем герметичность сохраняется и после длительного хранения или ускоренного теплового старения манжеты. В действительности размер Ъм в зависимости от ожидаемого момента трения и свойств резины выполняется в пределах 5-2 мм и более, причем больший размер полки соответствует большему диаметру вала. Проворота манжеты в корпусе не будет, если момент трения между манжетой и корпусом Мк будет превышать момент трения на вазу Ма. Полка манжеты с цилиндрической поверхностью при ее выпрессовке из корпуса может быть повреждена, на поверхности резины могут образоваться разрывы, поэтому при запрессовке для уменьшения осевого усилия рекомендуется на поверхность наносить тонкий слой консистентной смазки. Тем не менее, после выпрессовки манжету обычно считают непригодной к дальнейшей эксплуатации. Для устранения этого недостатка были предложены манжеты с синусоидальными или пилообразными кольцевыми канавками на наружной поверхности ). Один из вариантов такой манжеты представлен на рис. При этом предъявляют менее высокие требования к точности изготовления и качеству посадочной поверхности в корпусе. Рисунок 1. Фланец. Размеры фланцевой части манжеты выбирают из условия обеспечения непроницаемости для рабочей среды и необходимой прочности. Повышению прочности полки и фланца способствует арматура, привулканизованная к резине. Арматура. При выборе конфигурации и размеров арматуры необходимо обращать внимание на давление среды и динамическое биение вала. При значительном давлении следует принять специальные меры. Если биение вала велико и при заданной частоте вращения вала может наступить явление «отрыва» манжеты от вата, то наряду с другими мерами может дать положительный результат увеличение внутреннего размера арматуры Яа (см. Радиальная жесткость уса будет уменьшена. Нажимное устройство. Представляет собой браслетную спиральную пружину растяжения. Работоспособность манжет повышают, размещая в пружине жесткие стержни. Кроме браслетной нередко применяют другие типы пружин, например лепестковые. Лепестковая пружина представляет собой металлическую тонкостенную коническую оболочку с радиальными разрезами со стороны меньшего диаметра, которую прикрепляют к фланцу манжеты или корпусу (рис. Ряд фирм за рубежом выпускает резиновые манжеты с комбинированным нажимным устройством, включающим как лепестковую, так и браслетную пружины. К недостаткам лепестковой пружины следует отнести ее высокую жесткость (крутую характеристику), в связи с чем радиальное усилие на манжету очень сильно изменяется при небольших перемещениях губки манжеты. Кроме того, требуется повышенная точность при сборке устройства. Регулирование усилия, создаваемого лепестковой пружиной затруднено. Губка манжеты. Рисунок 1. Манжета с лепестковой пружиной конструкции фирм: а — Garloc Packing Со of Canada; Ltd; б — General Motors Corp. USA. Параметры сечения манжеты (рис. Яупр, ЯпР, Яоавл- Однако необходимо учитывать, что конструкция манжеты зависит от особенностей всей конструкции узла машины, свойств резины и условий предстоящей работы. Ножка манжеты - часть соединяющая губку с фланцем, подвержена действию касательных напряжений от закручивания моментом Мтр и изгиба при натяге Д а также нормальных напряжений от давления среды. На основании экспериментальных данных рекомендуют оптимальную толщину к = 0,9 мм, причем более толстое или тонкое сечение увеличивает утечку []. Опыты с манжетами, установленными на валу и отличающимися только некоторыми размерами поперечного сечения, а также величиной контактного давления (рис.