Исследование свойств текстильных шнуров для мягких сальниковых уплотнительных элементов и разработка способа повышения их долговечности тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.19.01, кандидат технических наук Соколова, Елена Ивановна

• Соколова, Елена Ивановна
• кандидат технических наук
• 2005

Оглавление диссертации кандидат технических наук Соколова, Елена Ивановна

Введение

1 ИССЛЕДОВАНИЕ МЕХАНИЗМА ПОТЕРИ РАБОТОСПОСОБ- 7 НОСТИ УПЛОТНИТЕ ЛЬНЫ МИ УЗЛАМИ МАШИН И ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ОБОРУДОВАНИЯ БЫТОВОГО ОБСЛУЖИВАНИЯ И КОММУНАЛЬНОГО ХОЗЯЙСТВА.

1.1. Анализ условий эксплуатации и причин выхода из строя уп- 7 лотнительных узлов машин и технологического оборудования бытового обслуживания и коммунального хозяйства.

1.2. Анализ факторов, влияющих на срок службы уплотнитель- 14 ных узлов машин и технологического оборудования.

1.3. Современные представления о механизме взаимодействия и 42 разрушения деталей уплотнительных узлов.

1.4. Технологические и эксплуатационные методы повышения 48 срока службы деталей уплотнительных узлов.

1.5. Постановка цели и задач исследования

Выводы по главе

2 ОБОСНОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ МЕРОПРИЯТИЙ ПО- 61 ВЫШЕНИЯ СРОКА СЛУЖБЫ УПЛОТНИТЕЛЬНЫХ УЗЛОВ МАШИН И ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ОБОРУДОВАНИЯ БЫТОВОГО ОБСЛУЖИВАНИЯ И КОММУНАЛЬНОГО ХОЗЯЙСТВА.

2.1. Механизм защиты поверхностей деталей уплотнительных 61 узлов от разрушения.

2.2. Теоретическое обоснование состава металлоплакирующего 64 пропиточного материала для уплотнительных узлов машин и технологического оборудования.

2.3. Влияние пропиточного металлоплакирующего материала на 66 основные характеристики материалов уплотнений.

2.4. Планирование экспериментальных исследований

Выводы по главе

3. ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ ЭКСПЛУАТАЦИОННЫХ ПА- 70 РАМЕТРОВ НА СРОК СЛУЖБЫ САЛЬНИКОВЫХ УПЛОТНЕНИЙ МАШИН КОММУНАЛЬНОГО ХОЗЯЙСТВА И БЫТОВОГО ОБСЛУЖИВАНИЯ

3.1. Методика исследования влияния эксплуатационных пара- 71 метров на срок службы материалов сальникового уплотнения. Планирование и результаты полного факторного эксперимента.

3.2. Методика и результаты определения рациональной концен- 81 трации металлоплакирующих элементов в смазочном составе.

3.3. Сравнительные испытания смазочных материалов, исполь- 86 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- 95 кирующими элементами на изменение структурных характеристик шнуров сальниковой набивки.

4.2. Исследование влияния пропиточного состава с металлопла- 105 кирующими элементами на изменение полуцикловых разрывных характеристик шнуров сальниковой набивки при одноосном растяжении.

4.3. Исследование влияния пропиточного состава с металлопла- 107 кирующими элементами на изменение линейных размеров, прочностных, сорбционных свойств шнуров сальниковой набивки при контакте с водой.

4.4. Исследование влияния пропиточного состава с металл о- 113 плакирующими элементами на изменение линейных размеров, прочностных свойств шнуров сальниковой набивки при воздействии высоких температур.

Выводы по главе

5 ИСПЫТАНИЯ САЛЬНИКОВЫХ УПЛОТНЕНИЙ И ИСПОЛЬ- 121 ЗОВАНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ ИССЛЕДОВАНИЙ НА ПРЕДПРИЯТИЯХ КОММУНАЛЬНОГО ХОЗЯЙСТВА

5.1. Производственные испытания композиционных текстиль- 121 ных мягких сальниковых набивок

5.2. Рекомендации по использованию результатов исследования 125 для машин и оборудования коммунального хозяйства и бытового обслуживания.

5.3. Использование результатов исследования на предприятиях 127 Московской области

Выводы по главе

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Исследование свойств текстильных шнуров для мягких сальниковых уплотнительных элементов и разработка способа повышения их долговечности»

В настоящее время осуществляется переход экономики нашей страны к рыночным условиям, интересы потребителя выдвигаются на первое место.

В современных условиях большое значение приобретает сфера бытового обслуживания населения, и возрастают требования к качеству оказываемых услуг.

Одной из основных задач в бытовом обслуживании и коммунальном хозяйстве, кроме обеспечения высокого качества оказываемых услуг, является повышение . срока службы и надежности технологического оборудования. В связи со стремлением к увеличению межремонтных периодов работы оборудования задача повышения герметичности и долговечности работы уплотнений узлов трения является актуальной. От состояния данных механизмов в значительной степени зависит эффективность работы гидронасосов, применяемых в коммунальном хозяйстве и производительность другого оборудования коммунального и бытового назначения.

Настоящая работа посвящена исследованию влияния эксплуатационных факторов и разработке мероприятий, направленных на повышение срока службы деталей сальникового уплотнения электронасосов коммунального хозяйства.

Работа выполнялась в Московском государственном университете сервиса на кафедре «Материаловедение и товарная экспертиза», «Технология и дизайн изделий из конструкционных материалов».

Целью диссертационной работы является увеличение исследование свойств текстильных шнуров для мягких сальниковых уплотнительных элементов и разработка способа повышения их долговечности. Для достижения поставленной цели были поставлены и решены следующие задачи: проведен анализ и исследование свойств современных сальниковых набивочных шнуров, применяемых в оборудовании коммунального хозяйства и бытового обслуживания; изучены особенности процесса износа текстильных сальниковых набивок; разработаны технологические мероприятия и рекомендации по совершенствованию текстильных сальниковых уплотнений с целью увеличения ресурса; разработаны состав и структура композиционного текстильного материала для сальниковых уплотнений и исследованы его свойства; определены методики и выбрано оборудование для исследования свойств текстильных набивочных шнуров с целью уменьшения их износа; экспериментально определена рациональная концентрация металлоплакирующей присадки в жидком пропиточном материале; модернизирован триботехнический комплекс ТК-1 с целью его использования для исследования стойкости текстильных материалов к истиранию вращающимися поверхностями в различных жидких средах; проведены производственные испытания и внедрены на предприятиях результаты исследований.

Научная новизна работы заключается в: в установлении причин износа текстильных сальниковых набивок; в разработке математической модели влияния эксплуатационных параметров на свойства текстильной сальниковой набивки; в использовании, впервые, экспериментально-аналитического метода определения рациональной концентрации металлоплакирующей присадки в пропиточном материале для текстильных шнуров; в установлении зависимости износостойкости текстильной композиционной набивки от концентрации металлоплакирующей присадки в пропиточном составе при ее фрикционном контакте с валом; в определении влияния пропиточного состава на свойства текстильного набивочного шнура.

Практическая ценность и реализация результатов работы. Впервые разработана текстильная композиционная сальниковая набивка с металлоплакирующими элементами для узлов трения машин коммунального хозяйства и бытового обслуживания, более долговечная чем существующие, позволяющая снизить водородный износ вала при эксплуатации. Проведена модернизация триботехнического комплекса ТК-1 с целью его использования для исследования стойкости текстильных материалов к истиранию вращающимися поверхностями в различных жидких средах. Разработаны «Технические инструкции по повышению ресурса центробежных консольных электронасосов типа К и КМ методами металлоплакирования».

Апробация работы проводилась на предприятиях ЗАО «Русский научный технологический центр проблем безызносности в машинах», МУП «Мытищинские теплосети», ООО «КРОНОС-КОМПАНИ ЛТД». Внедрение сопровождалось разработкой рекомендаций по использованию медьсодержащей присадки МКФ-18 в жидких пропиточных материалах.

Результаты работы докладывались на Международных научно-практических конференциях, «Наука - сервису», «Материаловедение-99», «Материаловедение-2002», проходивших в МГУС в 1999 - 2002гг. Диссертация прошла апробацию на совместном заседании кафедр «Материаловедение и товарная экспертиза», «Конструкционные материалы», «Технология и дизайн изделий из конструкционных материалов» в 2003 г., на научном семинаре по проблемам материаловедения в КГТУ, г. Кострома в 2004г., на расширенном заседании кафедры технологии и материаловедения швейного производства КГТУ в 2004г, научных семинарах на кафедре «Материаловедение и товарная экспертиза» в 1999-2005 годах. Основные результаты работы отражены в 20 публикациях.

Диссертационная работа состоит из введения, пяти глав, основных выводов, библиографического списка и приложений. Содержание работы изложено на 146 страницах машинописного текста, включая 36 рисунков, 23 таблицы, и библиографию из 163 наименований. Приложения к основному тексту выполнены на 6 страницах и включают титульный лист разработанных технических инструкций, акты о внедрении и производственных испытаниях.

Заключение диссертации по теме «Материаловедение производств текстильной и легкой промышленности», Соколова, Елена Ивановна

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ ПО РАБОТЕ

1. На основании проведенного анализа особенностей процесса износа • текстильных сальниковых набивок, установлены факторы, влияющие на эффективность их работы, главными из которых являются условия эксплуатации и химический состав материалов деталей узла.

2. Предложены технологические мероприятия и разработаны рекомендации по увеличению ресурса работы текстильных сальниковых уплотнительных элементов.

3. Модернизирован триботехнических комплекс ТК-1 для исследования стойкости текстильных материалов к истиранию вращающимися поверхностями в жидких средах. Установлена зависимость износостойкости набивочных шнуров и металлического образца от концентрации присадки в пропиточном материале.

4. Определена рациональная концентрация металлоплакирующей присадки в пропиточном материале для текстильного набивочного шнура составила 0,15%±0,025 массы пропитывающего материала.

5. Разработано текстильное композиционное сальниковое уплотнение, отличающееся от существующих долговечностью и химическим составом пропитки, применение которого способствует повышению срока службы вала.

6. Определены основные характеристики современных сальниковых набивок, применяемых в настоящее время в оборудовании коммунального хозяйства.

7. Установлено влияние пропиточного состава с металлопропитывающей присадкой на долговечность работы текстильного уплотнительного элемента.

8. Результаты производственных испытаний показали целесообразность использования композиционных текстильных сальниковых набивок в уплотнительных узлах оборудования коммунального хозяйства и бытового обслуживания.

9. Проведено внедрение результатов исследования на МУП «Мытищинские теплосети», ООО «КРОНОС-КОМПАНИ ЛТД» и получен экономический эффект от внедрения 72 тысячи рублей. 1 2 3 4 5 6 7 8 9

10

11

12

13

14

15

16

17

18

19

Список литературы диссертационного исследования кандидат технических наук Соколова, Елена Ивановна, 2005 год

1. A.C. № 1460492 (СССР). Г.А. Сиренко, С.И. Вахнюк, A.C. Чиркмна. Сальниковая набивка-лентосан. Б.И. № 31, 1990.

2. A.C. № 249868 (СССР). Н.Т. Додонов, В.И. Леснова. Состав клея для пропитки. Б.И. № 25, 1969.

3. A.C. № 271205 (СССР). Н.Т. Додонов, М.Ф. Плетнева. Пластичная набивка. Б.И. № 17, 1970.

4. A.C. № 391314 (СССР). Л.А. Кульский, С.П. Шакутина, С.М. Маляров. Б.И. №31, 1973.

5. A.C. № 815384 (СССР). Н.В. Жур, Ю.И. Корнеев, В.Г. Покудин, В.А. Черепнин. Набивка сальниковая. Б.И. № 11, 1981. A.C. №1460492 (СССР). Г.А. Сиренко, А.Ф. Будник, С.И. Колесников. Сальниковая набивка. Б.И. № 33,1990.

6. A.C. №249867 (СССР). И.Т. Додонов, В.И. Леснова. Способ распределения материала в набивке. Б.И. № 25, 1969.

7. А.С.№ 897787 (СССР). В.И, Лебедевич, И.Е. Степанова, O.A. Тихомиров, В.Д. Фишбейн. Способ изготовления материала для сальникового уплотнения. Б.И. №2, 1982.

8. Андрейчик М.А., Матюшенко В.Я. Некоторые аспекты технологического наводораживания металлов и его влияние на износостойкость. В кн: Долговечность трущихся деталей машин. М.: Машиностроение. 1985, вып.1, с. 191-195.

9. Архипов В.В., Абиндер A.A., Касенков М.А. и др. Технология металлов и других конструкционных материалов. Изд. «Высшая школа». Москва. 1968.520с.

10. Бакли Д. Поверхностные явления при адгезии и фрикционном взаимодействии. Перевод с англ. Москва. Машиностроение. 1986. 359с.

11. Балясов П.Д. Сжатие текстильных волокон в массе и технология текстильного производства. Москва. Легкая индустрия. 1975. 176с.

12. Богомолова Т.С. Разработка методов и приборов для оценки деформации сжатия текстильных материалов. Автореферат диссертации на соискание уч. ст. к.т.н. Москва. 1987. 26с.

13. Борохов A.M., Ганшин A.C., Додонов Н.Т. Волокнистые и комбинированные сальниковые уплотнения. Изд.2. Москва. «Машиностроение». 1966. 312с.

14. Боуден Ф.П., Тейбор Д. Трение и смазка. Пер. с англ. Под ред. И.В. Крагельского. Москва. Машиностроение. 1960. 151с.

15. Будущее уплотнительных устройств. /ЦНИИТЭТРОЙМАШ. 16с. Перевод Метелевой О.Г. статьи Bonfigliooli J.-P.L'avenir des systèmes d'etanchette из журн.: Promofluid. 1988.№3.p.62-67.

16. Васильчикова Н.В., Киселев А.К. Проектирование, строение и свойства меланжевых тканей из лавсановискозной пряжи. Москва. ЦНИИТЭИ. 1970. 40с.

17. Виссерот К. Влияние теплового баланса сальника на работу набивок. Перевод. Ленинград. 1975.12с.

18. Водород в металлах. В 2 т. Под. ред. Г. Альфельда, И. Фелькля. Москва. Мир. 1981. Т.1. 475с. т.2. 430с.

19. Водород в металлах. В 2-х т. / Под ред. Г. Альфельда и И. Фелькля. Москва. Мир. 1981. Т. 1. 475с. т.2. 430с.

20. Гаркунов Д.Н. Триботехника Износ и безизносность. Москва. Издательство МСХА. 2001. 616с.

21. Гаркунов Д.И. Варшавский И.Л., Поляков А.АК. Самоорганизация изнашивания на основе локализации водорода в поверхностном слое при трении. В кн.: Долговечность трущихся деталей машин. М.: Машиностроение, 1985, вып.1, с 116-124.

22. Гаркунов Д.Н., Поляков A.A. Повышение износостойкости деталей конструкций самолетов. М.: Машиностроение, 1974. 200с.

23. Гафт Я.З. Разработка конструкции и исследование механизма герметизации уплотнений крупных лопастных насосов. Автореферат к диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук. Москва. 1995. 21 с.

24. Гафт Я.З., Аношко В.А. Сальниковые уплотнения динамических насосов. Уфа. ЦИНТИХИМНЕФТЕМАШ. 1980. 32с.

25. Гельд П.В., Рябов P.A., Кодес Е.С. Водород и несовершенство структуры металла. Москва, металлургия. 1979.221с.

26. Гельд П.В., Рябов P.A., Кодес Е.С. Водород и несовершенство структу37