Исследование рабочего процесса и разработка научных основ расчета и проектирования герметизаторов валов насосов с вязко-упругой набивкой

• Автор: Гафт, Яков Зиновьевич
• Шифр специальности: 05.04.13
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2000
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 269 с. : ил. + Прил. (116 c. )

Оглавление

Основные обозначения
Введение
Г лава 1. Анализ путей повышения долговечности
сальниковых уплотнений
1.1. Показатели надежности и закономерности изнашивания сальниковых уплотнений
1.2. Анализ факторов, определяющих долговечность сальниковых уплотнений
1.3. Анализ результатов исследований процесса герметизации в-узле
1.4. Анализ методов экспериментального исследования и определения работоспособности сальниковых уплотнений
1.5. Анализ материалов вала (защитных втулок)
и сальниковых набивок
1.6. Состояние вопроса и задачи исследований
Глава 2. Исследование механизмов герметизации и
изнашивания радиальных сальниковых уплотнений
2.1. Исследование механизма герметизации
2.1.1. Методика и оборудование для экспериментального исследования
2.1.2.Исследование характеристик процесса герметизации
2.1.3. Физическая модель механизма
герметизации
2.1.4. Математическая постановка задачи
2.1.5. Распределение гидростатического
давления в зазоре
2.1.6. Анализ результатов расчета
контактных давлений
2.1.7. Анализ герметичности сальниковых
уплотнений
2.2. Исследование изнашивания пары трения
сальникового уплотнения
2.2.1. Методика и стенд для исследования

2.2.2. Исследование процесса изнашивания
пары вал - сальниковая набивка
2.2.3. Аналитическое и экспериментальное исследование механизма изнашивания
2.2.4. Исследование сравнительной износостойкости упрочненных защитных втулок
Глава 3. Разработка и исследование конструкций
модифицированных радиальных сальниковых уплотнений
3.1. Классификация конструкций
сальниковых уплотнений
3.2. Выбор направлений модификации и разработка модельных конструкций узла
3.3. Сравнительное исследование процесса герметизации, определение критерия оценки и
выбор базовых конструкций
3.4. Оптимизация размеров пакета набивки
и анализ влияния несоосности
3.5. Разработка современных сальниковых
набивок
Глава 4. Стендовые ресурсные испытания уплотнений
и набивок
4.1. Стенды для ресурсных испытаний
4.2. Методика ускоренных испытаний
4.3. Стендовые испытания разработанных
уплотнений и набивок
4.3.1. Испытания базовых конструкций уплотнений
4.3.2. Стендовые испытания набивок
Глава 5. Разработка и исследование торцовых
сальниковых уплотнений
5.1. Особенности торцовых сальниковых
уплотнений
5.2. Исследование механизма герметизации
5.2.1. Экспериментальное исследование момента трения, утечек и гидростатического давления
в контактной паре
5.2.2. Теоретический анализ распределения давления в контактной паре

5.2.3. Расчет напряженно-деформированного состояния набивки методом конечных
элементов
5.3. Особенности проектирования торцовых сальниковых уплотнений
5.4. Стендовые ресурсные испытания
5.5. Разработка типовых конструкций торцовых сальниковых уплотнений
5.6. Основные выводы
Глава 6. Промышленное применение разработанных
уплотнений
6.1. Критерии выбора оптимальной конструкции уплотнения
6.2. Разработка, промышленные испытания и
внедрение уплотнений
6.2.1. Крупные ирригационные насосы
6.2.2. Насосы для перекачивания абразивных гидросмесей
6.2.3. Насосы сточно-массные
6.2.4. Насосы судовых систем
6.2.5. Насосы с системами самовсасывания
6.2.6. Насосы типа ЦНС-Н для внутрипромыслового транспорта нефти
6.2.7. Насосы химических производств
6.3. Испытания и внедрение сальниковых набивок
Общие выводы
Список литературы

ления жидкости в механизме герметизации. Согласно предложенной им модели предварительное сжатие только «вводит в действие» давление герметизируемой жидкости. При этом каждый элемент набивки образует кольцевой поршень, у поверхностей которого создается разность давлений. Сжимаемая осевым усилием, созданным указанным перепадом давлений, набивка прижимается к валу с силой, автоматически меняющейся при изменении перепада давлений (рис. 1.11). Томсон ввел допущение о прямой пропорциональности осевого и радиального давлений, а также градиента давления жидкости и радиального давления набивки
с!Р _ К бх а
где а - постоянная, характеризующая качество контакта.
Напряжения в пакете набивки и его длина связаны соотношением
Ь = (1пап-1па0) (1.8)

Известный факт образования интенсивного изнашивания под внешним кольцом набивки (см. рис. 1.4) по мнению Томсона объясняется перераспределением напряжений в пакете набивки под действием давления жидкости. Контакт набивки с валом существует по всей длине, однако, внутренние кольца как бы разгружаются от напряжений, созданных затяжкой, а внешние - дополнительно нагружаются суммарным давлением на все элементы набивки. Согласно приводимым Томсоном расчетам такое перераспределение напряжений приводит к тому, что внутреннее кольцо удерживает 0,2%, а внешнее - около 50% общего перепада давлений. Теория Томсона