Совершенствование герметичных разъемных соединений с уплотняющими элементами из материалов с зависящими от нагрузки физико-механическими свойствами тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.02.13, доктор технических наук Божко, Григорий Вячеславович

• Божко, Григорий Вячеславович
• доктор технических наук
• 2010

Оглавление диссертации доктор технических наук Божко, Григорий Вячеславович

ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА I. ОСНОВЫ ГЕРМЕТИЧНОСТИ

РАЗЪЕМНЫХ СОЕДИНЕНИЙ.

1.1. Герметичность разъемных соединений.

1.2. Конструкции разъемных герметичных соединений.

1.2.1. Неподвижные разъемные соединения.

1.2.2. Сальниковые разъемные соединения.

1.3. Уплотняющие элементы.

1.3.1. Типы уплотняющих элементов. ^

1.3.2. Материалы, применяемые для уплотнительных элементов.

1.3.3. Физико-механические свойства фторопластов, применяемых в качестве конструкционного и уплотнительного материала.

1.4. Методы расчета разъемных соединений на герметичность.

1.5. Выводы по главе 1.

ГЛАВА И. АНАЛИЗ ВЛИЯНИЯ УСЛОВИЙ ЭКСПЛУАТАЦИИ НА

ФИЗИКО-МЕХАНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ПРОКЛАДОЧНЫХ

МАТЕРИАЛОВ НА ПРИМЕРЕ ФТОРОПЛАСТА-4.

2.1. Стандартное определение модуля упругости полимерных материалов и его зависимость от температуры для фторопласта-4.

2.2 Влияние удельной нагрузки (напряжения) на значение деформационных характеристик прокладочных материалов.

2.2.1 Сжатие образца.

2.2.2. Растяжение образца.

2.3. Ползучесть прокладочных материалов.

2.3.1. Напряженно-деформированное состояние прокладки и выбор теории пластичности для описания этого состояния.

2.3.2. Определение коэффициента и показателя ползучести для фторопласта-4.

2.3.2.1. Образцы сжаты постоянной нагрузкой q, время выдержки до 10000 часов.

2.3.2.2. Образцы растянуты под действием определенного (постоянного) напряжения а, время выдержки до 10000 часов.

2.4. Влияние цикличности нагружения на остаточную деформацию прокладки.

2.5. Диффузионная проницаемость фторполимеров.

2.6. Выводы по главе 2.

ГЛАВА III. УСЛОВИЕ ГЕРМЕТИЧНОСТИ СОПРЯГАЕМЫХ

ФТОРОПЛАСТОВЫХ ПОВЕРХНОСТЕЙ.

3.1. Осевая деформация микровыступов сопрягаемых поверхностей.

3.1.1. Сопряжение стальной и фторопластовой поверхностей.

3.1.2. Сопряжение двух фторопластовых поверхностей.

3.2. Исследование условий герметичности сопряжения двух поверхностей.

3.2.1. Аналитические исследования на принятых моделях.

3.2.1.1. Ф и л ьтрационная модель.

3.2.1.2. Модель сопряжения двух одинаковых плоских поверхностей.

3.2.2. Экспериментальное исследование условий герметичности соединений с уплотнениями, выполненными из фторопласта-4.

3.3. Течение газовых сред в малых зазорах.

3.4. Экспериментальное исследование влияния кольцевых канавок на величину утечки уплотняемой среды.

3.5. Оценка влияния структуры фторопласта для уплотнительного элемента на герметичность соединения.

3.6. Выводы по главе 3.

ГЛАВА IV. ОСОБЕННОСТИ РАСЧЕТА И КОНСТРУИРОВАНИЯ

РАЗЪЕМНЫХ СОЕДИНЕНИЙ С У ПЛОТНИТЕ ЛЬНЫМИ ЭЛЕМЕНТАМИ ИЗ ПРОКЛАДОЧНЫХ МАТЕРИАЛОВ И ВЛИЯНИЕ УСЛОВИЙ ЭКСПЛУАТАЦИИ НА

ИХ РАБОТУ.

4.1. F.oiGop конструктивных параметров уплотнительных элементов и их влияние на работу соединения.

4.1.1. Выбор ширины прокладки.

4.1.2. Применение ограничительных колец и их влияние на работу соединения.

4.2. Учет переменных значений модулей сжатия и восстановления при расчете отдельных параметров герметичных разъемных соединений.

4.2.1. Определение силы затяжки крепежных элементов герметичного разъемного соединения.

4.2.2. Расчет режимов затяжки резьбовых крепежных элементов разъемных герметичных соединений.

4.2.2.1. Однообходный режим затяжки.

4.2.2.2. Пообходно-уравнительный режим затяжки.

4.3. Оценка влияния релаксации напряжения в элементах разъемного соединения на величину их нагружения.

4.4. Оценка влияния изменения температуры уплотняемой среды на работу разъемного герметичного соединения.

4.5. Оценка влияния цикличности изменения нагрузки на работу разъемного герметичного соединения.

4.5.1. Влияние колебания давления уплотняемой среды.

4.5.2. Влияние колебания рабочей температуры уплотняемой среды.

4.6. Выводы по главе 4.

ГЛАВА V. УЗЛЫ ГЕРМЕТИЗАЦИИ САЛЬНИКОВЫХ СОЕДИНЕНИЙ С ФТОРОПЛАСТОВЫМИ УПЛОТНИТЕЛЬНЫМИ

ЭЛЕМЕНТАМИ.

5.1. Соотношение удельных нагрузок на внешнем и внутреннем контурах кольцевого элемента, нагруженного осевой силой.

5.2. Сальниковые уплотнения.

5.3. Сальниковые уплотнения с «мягкой» набивкой.

5.4. Экспериментальная оценка коэффициента бокового давления сальниковой набивки.

5.5. Определение деформации сальниковых набивок при их сжатии и восстановлении.

5.6. Утечка уплотняемой среды через сальниковые набивки.

5.7. Выводы по главе 5.

ГЛАВА VI. ПРИМЕНЕНИЕ ФТОРОПЛАСТА-4 ПРИ СОЗДАНИИ

ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ОБОРУДОВАНИЯ.

6.1. Разработка и исследование уплотнительных узлов шарового крана.

0.1.1. Выбор материалов для уплотнительных узлов шарового крана.

6.1.2. Силовой анализ шарового крана.

6.1.3. Обеспечение постоянного крутящего момента при повороте шаровой пробки крана.

6.2. Сальниковое уплотнение центробежного насоса.

6.3. Особенности силового анализа разъемных герметичных соединений оборудования, выполненного из фторопласта.

6.3.1. Осевая податливость фторопластовой крышки аппарата, работающего под давлением.

6.3.2. Фторопластовый аппарат, выполненный из царг с индивидуальными крепежными элементами рис. 6.10,6).

6.3.3. Фторопластовый аппарат, выполненный из царг, скрепленных сквозными стяжками рис. 6.10, а).

6.3.4. Влияние температуры рабочей среды на изменение нагрузки в элементах фторопластового аппарата.

6.4. Разъемный штуцер для фторопластовой аппаратуры.

6.4.1. Силовой анализ штуцерного соединения.

6.4.2. Экспериментальное исследование работы штуцерного соединения.

6.5. Конструирование бугельного герметичного соединения.

6.6. Выводы по главе 6.

ОСНОВНЫЕ ВЫЬОДЫ И РЕКОМЕНДАЦИИ.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Совершенствование герметичных разъемных соединений с уплотняющими элементами из материалов с зависящими от нагрузки физико-механическими свойствами»

Герметичные системы уплотнений широко применяются в оборудовании различных отраслей промышленности - химическом и энергетическом машиностроении, судостроении, автомобилестроении, космической и авиационной технике и др /32, 84, 87, 101, 162/. В герметичных системах используются уплотнительные элементы, от работоспособности которых зависит качество работы оборудования в целом. Предельные значения рабочих давлений определяются состоянием уплотнительной техники. Как показывает опыт эксплуатации такого оборудования, узлы уплотнения агрегатов и машин являются, как правило, наименее надежными элементами. При выходе из строя узла или системы уплотнения, включающей как само уплотнение (прокладку, сальниковую набивку и т.д.), так охватывающие и обжимающие его детали, агрегат перестает быть работоспособным, увеличивается опасность возникновения аварии. Нарушение герметичности ведет к нарушению технологии процесса, снижению качества получаемого продукта, к потере сырья и, соответственно, к удорожанию выпускаемой продукции. Кроме того, нарушение герметичности работающего оборудования может привести к человеческим жертвам и к экологическим катастрофам. Поэтому понятен интерес многих авторов к всестороннему исследованию работы всех видов уплотнений и герметичных систем в различных условиях эксплуатации.

С шестидесятых годов прошлого столетия проводятся ежегодные международные конференции по вопросам уплотнительной техники, на которых ведущими учеными рассматривались и рассматриваются проблемы герметизации оборудования.

Большой вклад в совершенствование уплотнительной техники внесли отечественные ученые. В работах Л.П.Карасева /72/, О.В.Румянцева /163/, А.Д.Домашнева /57/, В.Д.Продана/140/. Л.А.Кондакова /85/, Т.М.Башты /11/, Г.В.Макарова/101/, Д.Ф.Гуревича /49/, В.Т.Бабкина /8/ и др. рассмотрен комплекс вопросов, связанных с обеспечением герметичности подвижных и неподвижных соединений. В настоящее время в периодической печати постоянно представляются работы, посвященные исследованию отдельных узких вопросов уплотнительной техники, проводятся общероссийские конференции, на которых обсуждаются проблемы совершенствования уплотнительной техники и широкого распространения наиболее эффективных конструкций.

В РФ создана организация «Некоммерческое партнерство «Уплотнительная техника» для решения проблем развития уплотнительной техники, реализации проектов охране окружающей среды и т.д/194/. Все это свидетельствует о важности проблемы. Однако, на наш взгляд, до сих пор при расчете узлов уплотнений оборудования на герметичность не учитывается ряд важных факторов. Например, у целой группы материалов, используемых для уплотнений, модуль упругости не является постоянной величиной, а зависит от величины и вида нагружения. К таким материалам относятся резина, фторопласты, и в частности фторопласт-4, графит, терморасширенный графит, который в настоящее время находит все большее применение. Так же ведут себя и мягкие металлические прокладки, работающие за областью упругости.

Изложенное делает вопросы совершенствования конструкций и меч одов расчета уплотнений актуальными в практическом и в научном плане.

Совокупность излагаемых в работе научных положений, идей и практических результатов составляют новое направление в области теоретических и практических методов обеспечения герметичности разъемных соединений по совершенствованию узлов уплотнений и методики их расчета на герметичность с уплотнением из материалов с зависящими от нагрузки физико-механическими свойствами как на стадии их конструирования, так и в процессе эксплуатации.

Выполненные исследования направлены на решение общей проблемы совершенствования узлов уплотнений и методов их расчета на герметичность.

Автор защищает изложенные в работе в рамках этой проблемы научно обоснованные технические решения по совершенствованию узлов уплотнений и методики их расчета на герметичность с учетом переменности физико-механических свойств материалов уплогнительных элементов (прежде всего, на примере наиболее распространенного фторопласта-4).

Фторопласт-4 является уникальным материалом, используемым и как конструкционный материал для создания оборудования, и как материал для изготовления уплотни гельныч элементов для неподвижных и подвижных разъемных соединений /21, 167/.

Безаварийная работа оборудования, для которого рабочими средами являются высокоагрессивные вещества, возможна, если его конструктивные элементы выполнены из материалов в определенной степени устойчивыми к этой среде. Задача подбора необходимого материала осложняется тем, что в каждом конкретном случае кроме агрессивных свойств среды необходимо учитывать рабочие условия проведения самого процесса: давление рабочей среды, ее температуру и время эксплуатации.

Аналогичные проблемы возникают и при создании оборудования для производства особо чистых веществ и реактивов /9/. Если при разработке оборудования, работающего с высокоагрессивными средами, конструктор при подборе конструкционных материалов озабочен их устойчивостью в рабочей среде, то при создании оборудования для получения особо чистых веществ и реактивов необходимы конструкционные материалы, которые в процессе получения продукции не будут ее загрязнять своими отдельными компонентами.

Из всех применяемых в настоящее время материалов в силу своих специфических особенностей наиболее подходящими для указанных условий-работа в высоко агрессивных средах и получение особо чистых веществ—являются фторопласты, и особенно—фторопласг-4.

С целью получения данных по физико-механическим свойствам фторопластов был выполнен ряд исследований как у нас в России, так и за рубежом, отдельные результаты которых опубликованы в специальных монографиях и в научно-технических журналах. Однако для проведения всех стадий проектирования фторопластового оборудования, и особенно узлов герметизации, для работы с агрессивными рабочими средами и получения особо чистых веществ, как показал наш многолетний опыт работы с подобным оборудованием, этих опубликованных данных явно недостаточно. В процессе разработки конкретной установки почти всегда приходилось проводить дополнительные исследования с целью определения поведения материала в новых условиях, отличных от приведенных в публикациях, или уточнять уже известные параметры. Здесь следует учесть, что стойкое 1ь материала и ресурс работы элемента, выполненного из этого материала, во многом зависит не только от свойств самого конструкционного материала и его устойчивости против внешних воздействий (свойств рабочей среды, нагрузки и температуры), но и от условия работы этого элемента и даже его формы.

Представляемый в данной работе материал является, в основном, результатом многолетнего накопленного опыта автора в конструировании, расчете и эксплуатации оборудования и, в частности, его узлов уплотнений для работы с высокоагрессивными средами и получения особо чистых веществ. Здесь нашли отражения только материалы, выполненные под руководством и при непосредственном участии автора. В данной работе не приводятся прочностные расчеты элементов конструкций и гидродинамические расчеты аппаратуры, основанные на известных методиках.

Цель настоящей работы - обосновать теоретически и подтвердить практически полученные рекомендации по расчету и конструированию разъемных герметичных соединений оборудования с уплотнительными элементами, выполненными из материалов, деформационные характеристики которых зависят от вида и величины нагружения.

Для достижения этой цели необходимо было решить следующие задачи:

- определить ряд типичных представителей уплотняющих материалов, физико-механические свойства которых зависят от величины и характера нагружения: сжатия или восстановления;

-учесть интенсивность изменения деформации этого ряда материалов от нагрузки при сжатии и при восстановлении введением специальных модулей сжатия и восстановления;

-установить зависимость модулей сжатия и восстановления, а также нагрузки на прокладку и на крепежные элементы от условия размещения прокладки в соединении; сформулировать физическое представление о механизме ползучести указанных прокладочных материалов;

-исследовать влияние цикличности изменения нагрузки на работоспособность соединения с прокладкой из указанных материалов;

-аналитически определить и экспериментально подтвердить условия герметичности уплотняющих поверхностей из указанных материалов в зависимости от давления среды, удельной нагрузки на уплотняющие поверхности и ширины их зоны контакта (выражение для определения утечки среды); установить условия радиальной деформации кольцевого уплотнительного элемента, при различных способах его размещения между фланцами при сжатии;

-разработать математическую модель работы уплотнения и установить рациональную, исходя из герметичности и материалоемкости соединения, ширину уплотнительной прокладки и зону ее размещения между фланцами;

- создать экспериментальный комплекс для исследования деформационных характеристик сальниковых набивок (коэффициента бокового давления, модулей сжатия и восстановления, коэффициента трения), получить уравнения для определения этих параметров для отдельных типов набивок; разработать методику и создать экспериментальную установку для оценки проницаемости сальниковых набивок, и экспериментально получить значения коэффициентов проницаемости для отдельных типов набивок;

-разработать методики расчета для различных разъемных герметичных соединений с уплотнителями из рассматриваемых материалов на основании результатов исследований.

В первой главе Анализируются две концепции механизма герметизации разъемных неподвижных соединений: первая—замкнутая полоса контакта уплотняющих поверхностей и вторая— дискретный характер их контакта. Рассмотрены типовые конструкции разъемных герметичных неподвижных и подвижных соединений. Приводится предложенная автором классификация существующих неподвижных разъемных герметичных соединений. Представлены различные типы уплотняющих элементов и материалы из которых они изготовлены. Даны основные физико-механические свойства фторопласта-4. Приводятся существующие методы расчета разъемных соединений на герметичность и дается структурный анализ расчетных выражений, применяемых при расчете разъемных соединений на герметичность.

Во второй главе подтверждается существование группы прокладочных материалов, деформационные характеристики которых зависят от величины и вида нагружения. Проводится анализ влияния условий эксплуатации (нагрузка, температура, и др.) на элементы, выполненные из указанных материалов. Результаты анализа-изменение отдельных физико-механических показателей этих материалов в зависимости от условий эксплуатации изделия.

Установлено, что характер деформации прокладочных элементов при растяжении, сжатии и восстановлении различен. Впервые предложено оценивать интенсивность этих деформаций модулями растяжения, сжатия и восстановления, значение которых зависит от нагрузки, ее вида и температуры. По данным экспериментов для фторопласта-4 получены уравнения для определения модулей.

Установлено влияние способа размещения прокладки в соединении на его коэффициенты самоуплотнения и жесткости, а также на нагрузки в крепежных элементах и на прокладку.

Сформулировано физическое представление о механизме ползучести указанных прокладочных материалов. Представлены исследования по оценке, определены расчетные параметры выбраной модели ползучести и их зависимость от температуры и времени для фторопласта-4.

Изложены результаты исследований влияния цикличности нагружения на остаточную деформацию прокладки. Получены выражения для оценки влияния числа циклов нагружения на величину остаточной деформации.

Представлена специально созданная методика и экспериментальная установка для определения проницаемости пленок из фторполимеров агрессивными жидкими средами. По результатам проведенных экспериментов получены уравнения для определения коэффициента диффузии и требуемой толщины защитного слоя фторполимера при создании оборудования.

Третья глав*» посвящена герметичности разъемных неподвижных соединений с уплотнительными элементами из материалов с переменными от вида и величины нагружения физико-механическими свойствами.

Представлены экспериментальные установки, на которых по разработанным методикам выполнены исследования условий сопряжения (сближения) фторопластовой и стальной поверхностей и двух фторопластовых поверхностей в зависимости от их шероховатостей и удельной нагрузки на них. Получены выражения для определения коэффициента осевой податливости микронеровностей поверхностей в зависимости от их высоты и нагрузки.

Рассмотрены условия герметичности разъемных неподвижных соединений с уплотнительными элементами из рассматриваемых материалов, для чего разработаны аналитические модели утечки уплотняемой среды и получены аналитические выражения для ее определения.

Представлен разработанный автором экспериментальный комплекс и методика проведения экспериментальных исследований условий герметичности фторопластовых уплотняющих поверхностей по допускаемой утечке (условная герметичность). Получены экспериментальные зависимости и выражение для определения утечки среды от ее давления, удельной нагрузки на уплотняющие поверхности и их ширины контакта. Установлено, что фильтрационная модель может быть использована для оценки утечки уплотняемой среды в зоне контакта уплотняющих поверхностей.

8 1

В качестве условия герметичности принята утечка воздуха 0,5 10 м /с м, что меньше, чем принято на практике. Получены выражения для определения критерия герметичности в зависимости от , войств уплотняемого газа и его давления, удельной нагрузки на уплотняющей фторопластовой поверхности (поверхностях), высоты шероховатое ги уплотняющей поверхности и ее ширины при принятой величине утечки воздуха.

Проведены эксперименты по исследованию утечки из зоны контакта сопрягаемых уплотняемых фторопластовых поверхностей, на которых были выполнены кольцевые проточки (лабиринты). Сравнения показали, что величина утечки при наличии лабиринтов уменьшается почти в два раза.

Представлены исследования влияния структуры фторопласта-4 на герметичность соединения. Результаты этих исследований показали, что герметичность прокладки, выполненной из мелкодисперсного фторопласта-4 на 30 % выше, чем из обычного фторопласта-4.

В четвертой главе изложены особенности расчета и конструирования разъемных соединений с уплотнительными элементами из материалов, деформационные характеристики которых зависят от величины и вида нагружения, и влияния условий эксплуатации на их работу.

Рассматриваются условия выбора необходимой, исходя из минимизации металлоемкости соединения, ширины прокладки и зоны ее размещения между фланцами с учетом переменного значения модулей сжатия и восстановления прокладки. Получены выражения для определения этих важных конструктивных параметров, подкрепленных расчетами металлоемкости соединения.

Для снижения интенсивности ползучести прокладочных материалов, рассмотрен узел фланцевого соединения с опорным элементом, выполненным из более жесткого чем прокладка материала, и размещенного параллельно прокладке. Представлены уравнения для определения геометрических параметров прокладки и опорного элемента с учетом переменного значения модулей сжатия и восстановления материала прокладки. Проведенные экспериментальные исследования с фторопластовой прокладкой подтвердили эффективность работы такого соединения и правомерность применения полученных расчетных зависимостей.

Получены основные выражения для расчета и конструирования герметичных разъемных соединений, учитывающие переменный характер деформационных характеристик прокладочных материалов: для оценки релаксации напряжений во фланцевом соединении в зависимости от нагрузки на элементы соединения и температуры рабочей среды; влияния изменения температуры и давления рабочей среды на силовое равновесие разъемного соединения и др.

В пятой гла. е установлено, что при осевом сжатии цилиндрической втулки, установленной без ограничения радиальных перемещений, ее радиальная деформация происходит только по внешнему контуру. При сжатии втулки в замкнутом объеме возникает радиальная нагрузка как по наружному, так и по внутреннему контуру. При использовании фторопластовой втулки в качестве сальниковой набивки значение радиальной нагрузки на внутреннем контуре на 15-30% превышает его значение на наружном контуре набивки. Точная величина превышения нагрузки определяется физико-механическими свойствами материала набивки (модулем сжатия и коэффициентом Пуассона).

Рассмотрены существующие конструкции сальниковых уплотнений и даны рекомендации по их усовершенствованию.

Представлен анализ существующих методов оценки деформационных характеристик набивок и отмечены их недостатки. Разработана экспериментальная установка, на которой определены коэффициент бокового давления и модули сжатия и восстановления сальниковых набивок: неразрезанных колец из фторопласта-4 и плетеных из фторопласта-4 и волокон ра?.шчных материалов (хлопчатобумажные нити, стекловолокно, терморасширенный графит и др.).

Создана экспериментальная установка для определения коэффициента трения материала рассматриваемых видов набивки при контакте их со стальной поверхностью.

В результате обработки экспериментальных данных получены выражения для определения коэффициента бокового давления, модулей сжатия и восстановления, и коэффициента трения в зависимости от нагрузки для всех исследованных типов набивки.

Разработана установка по исследованию проницаемости сальниковых набивок. По результатам проведенных исследований получено выражение для определения коэффициента проницаемости исследованных типов набивки.

Шестая глава посвящена вопросам расчета и конструирования разъемных герметичных соединений оборудования, для которого в качестве материала для отдельных или для всех его элементов используются материалы рассматриваемой группы.

На основании разработаннго метода расчета шарового крана получены необходимые расчетные выражения для обеспечения его герметичности и для определения геометрических размеров его отдельных элементов. Установлены причины заедания шаровой пробки и даны рекомендации по их устранению.

Представлена новая конструкция сальникового узла уплотнения подвижного соединения (шток? или вала), работающего при повышенной температуре. Сальниковая коробка выполнена двухслойной, что позволяет исключить влияние температуры на герметичность сальника. Получены уравнения для определения требуемых геометрических параметров двухслойной сальниковой коробки в зависимости от температуры.

Представлены варианты выполнения соединительных узлов аппаратов из низкомодульных материалов рассматриваемой группы. Получены уравнения для расчета этих узлов как в нормальных условиях, так и при повышении температуры рабочей среды.

Получены уравнения для определения составляющих осевой податливости крышки (днища).

Разработана конструкция и методика расчета бугельного соединения с учетом переменного значения модулей сжатия, восстановления и на ее основании получены необходимые расчетные зависимости для определения силовых и геометрических параметров.

Представлена конструкция разъемного штуцерного соединения, выполненного из фторопласта-4, для которого силовые и геометрические параметры были рассчитаны с учетом переменного значения модулей сжатия, восстановления и с учетом данных, полученных в настоящей работе. Экспериментальные исследования подтвердили правильность принятых расчетных выражений.

Научная новизна диссертационной работы:

- установлен ряд типичных представителей материалов, для которых интенсивность изменения деформации от нагрузки зависит от величины и характера нагружения;

-предложено оценивать указанную интенсивность модулями сжатия и восстановления, которые, как и нагрузка на прокладку и на крепежные элементы, зависят от условия размещения прокладки в соединении; получены (на примере фторопласта-4) выражения для оценки модулей сжатия и восстановления, разработаны методы расчета коэффициента жесткости соединения с учетом условий эксплуатации и методы расчета деформации от ползучести и цикличности в зависимости от температуры, величины и характера нагружения с учетом модулей сжатия и восстановления;

- предложена математическая модель уплотнения для определения рациональной с точки зрения герметичности и материалоемкости ширины уплотнителыюй прокладки и зоны ее размещения;

- разработаны расчетные выражения для оценки условий деформации сальниковой набивки, нагруженной осевой силой; установлено, что при осевом сжатии набивки радиальная деформация ее происходит в основном по наружному контуру; если набивка в замкнутом объеме, то значение радиальной нагрузки на внутреннем контуре превышает ее значение на наружном контуре в зависимости от величины коэффициента Пуассона материала набивки;

- проведено исследование условий герметичности разъемных соединений с сопрягаемыми уплотняющими поверхностями; установлено, что дисперсность исходного порошка фторопласта-4, из которого выполнен уплотнитель, влияет на его герметизирующую способность; разработана методика расчета и конструирования фланцевого соединения с опорным элементом, установленным параллельно уплотнительной прокладке, осевая жесткость которого превышает осевую жесткость самой прокладки;

-установлено, что часть толщины сопрягаемых элементов разъемного герметичного соединения в рабочих условиях частично нагружается, а другая часть частично разгружается; получены выражения для оценки изменения нагрузок на сопрягаемых элементах.

Практическая значимость работы.

Разработаны методы оценки деформационных характеристик, зависящих от величины и характера нагружения для материалов, обладающих такими свойствами.

Установлена зависимость модулей сжатия и восстановления, а также нагрузок на прокладку и на крепежные элементы от условия размещения прокладки в соединении.

Получены уравнения для определения влияния циклического изменения нагрузки на значение остаточной деформации и высоту прокладки.

Получено выражение для определения рациональной ширины прокладки и рекомендации по ее размещению для снижения материалоемкости и повышения эффективности соединения.

Разработан узел фланцевого соединения с размещенным параллельно прокладке опорным элементом, выполненным из более жесткого, чем прокладка материала, повышающий срок службы соединения и получены уравнения для расчета соединения.

Установлено, что радиальная деформация кольцевого уплотняющего элемента, находящегося под осевой нагрузкой и без радиального ограничения происходит в основном по наружному его контуру.

Получены расчетные выражения для определения модулей сжатия и восстановления фторопласта-4 в зависимости от температуры, величины, продолжительности и характера нагружения.

Получено выражение для расчета влияния ползучести на работу разъемного соединения с уплотнителем из указанных материалов; для фторопласта-4 определено значение параметров, входящих в это выражение.

Получено уравнение для оценки утечки уплотняемой среды в зависимости от удельной нагрузки на уплотняющих поверхностях, их ширины и давления среды; по результатам экспериментальных исследований получено выражение для определения утечки при уплотнении двух фторопластовых поверхностей.

Получено уравнение для определения изменения осевой нагрузки по высоте набивки и установлено, что значение радиальной нагрузки на внутреннем контуре сальниковой набивки превышает ее значение на наружном контуре на величину, зависящую от коэффициента Пуассона; разработаны методики исследования для определения коэффициентов бокового давления и проницаемости набивок.

Получены выражения для расчета узлов соединения царг составного аппарата во фторопластовом исполнении.

Разработаны эффективные конструкции сальниковых уплотнений, включающих конструкцию двухслойной сальниковой коробки, защищенную патентом РФ и конструкции опорных и нажимных втулок.

Разработаны методики расчета и конструирования шарового крана, бугельного соединения, разъемного штуцера для крышки фторопластового оборудования, повышающие срок службы соединения до ремонта.

Автор защищает:

- научно обоснованные технические решения по совершенствованию узлов уплотнений и методики их расчета на герметичность с уплотнителями из материалов с зависящими от нагрузки физико-механическими свойствами (на примере наиболее распространенного в качестве уплотнительного материала- фторопласта-4) как на стадии их конструирования, так и в процессе эксплуатации;

- методики и результаты исследований физико-механических характеристик уплотнительных элементов, выполненных из материалов, у которых эти характеристики зависят от величины и характера нагружения;

-условие радиальной деформации кольцевого уплотнительного элемента под действием осевой нагрузки;

- методику и результаты исследований условий герметичности сопрягаемых фторопластовых поверхностей;

- методику определения коэффициентов бокового давления и проницаемости сальниковых набивок;

- новые технические решения при конструировании сальниковых уплотнений: значение угла конуса опорной и нажимной втулки, двухслойной сальниковой коробки, обеспечивающей заданное усилие нагружения набивки сальника и уравнение для расчета этой сальниковой коробки;

- методики расчета и конструирования новых видов шарового крана, бугельного соединения и разъемного штуцера для фторопластового оборудования;

-условие деформации элементов разъемного герметичного соединения и выражения для оценки их коэффициентов осевой податливости.

Апробация работы.

Результаты работы докладывались на Всесоюзной конференции «Повышение качества герметизирующих соединений), г. Пенза, 1989 г.; на Всесоюзном совещании «Повышение эффективности и надежности машин и аппаратов в основной химии), г. Сумы, 1989 г.; на конференции «Управление качеством уплотнений и метрологическое обеспечение процессов механообработки), г. Пенза, 1991 г.; на семинаре Международной выставки «БЕЛХИМИЯ-94> <Применение фторопластов в различных отраслях промышленности), г. Минск, 1994 г; на X конференции по химии высокочистых веществ, г. Нижний Новгород, 1995г.; на второй Всероссийской конференции Уплотнительная Техника, г. Москва, 2007г.

Публикации.

По теме диссертации опубликовано 24 работы; сделано 7 докладов с их изданием в трудах конференций; получено 7 патентов РФ и авторских свидетельств СССР. В изданиях, учитываемых ВАК представлено 27 публикаций.

Структура и объем работы.

Диссертация состоит из введения, шести глав, выводов, списка литературных источников и приложения. Работа изложена на 353 страницах основного текста, содержит 115 рисунков, 38 таблиц, список литературы из 225 наименований.

Заключение диссертации по теме «Машины, агрегаты и процессы (по отраслям)», Божко, Григорий Вячеславович

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ

Основным результатом работы являются научно обоснованные технические решения по совершенствованию узлов уплотнений и методики их расчета на герметичность с материалами уплотнительных элементов, обладающих переменным от нагрузки и ее характера значением физико-механических характеристик (прежде всего, на примере наиболее распространенного фторопласта-4) как на стадии их конструирования, так и в процессе эксплуатации.

1. Установлен ряд типичных представителей материалов, для которых интенсивность изменения деформации от нагрузки зависит от величины и характера нагружения (сжатие или восстановление). Для оценки напряженно деформированного состояния элемента выполненного из этих материалов введены условные модули. При сжатии-модуль сжатия Ес,к и при восстановлении сжатого элемента-модуль восстановления Евс.

Установлено, что модули сжатия и восстановления зависят от удельной нагрузки, температуры и характера деформации: сжатия или растяжения, нагружения или восстановления.

Модули сжатия и восстановления, коэффициенты осевой податливости прокладки, а также герметичность соединения и прочность крепежных элементов зависят от условия размещения прокладки в соединении.

Использование переменного значения модулей сжатия и восстановления в расчетных выражениях ведет к снижению величины усилия затяжки соединения и к определению реальной величины падения нагрузки в нем из-за релаксации.

Для оценки этих модулей предложена методика их определения по опытным данным. Для фторопласта-4 получены расчетные зависимости.

2. Установлено, что при осевом сжатии кольцевого элемента радиальная деформация его происходит в основном по наружному контуру.

3. Сформулировано физическое представление о механизме ползучести указанных прокладочных материалов. Получено выражение для расчета влияния ползучести на работу разъемного соединения с уплотнительным элементом из рассматриваемых матермалов.

По данным исследования ползучести фторопласта-4 в зависимости от величины нагружения (до 12,0 МПа) и его характера (сжатие или растяжение), времени нагружения (до 10000 часов) и температуры (20 - 100 °С) получены выражения для определения коэффициентов и показателей ползучести.

4. Получены выражения для оценки влияния числа циклов многоциклового и малоциклового нагружения на величину остаточной деформации. Результаты проведенных исследований показали, что при применении элементов из прокладочных материалов, подверженных переменным нагрузкам, необходимо ограничивать до определенного значения как число циклов изменения нагрузки, так и ее величину.

5. Установлено, что для оценки утечки уплотняемой среды в зоне контакта уплотняющих поверхностей, выполненных из материалов, физико-механические характеристики которых зависят от характера и величины нагружения, может быть использована фильтрационная модель.

Создан экспериментальный комплекс для исследования условий герметизации. Проведена оценка и получена зависимость для определения величины утечки уплотняемого воздуха в зависимости от удельной нагрузки на уплотняющих поверхностях, их ширины и давления рабочей среды.

Для фторопластовых уплотняющих поверхностей была использована оценка герметичности - по величине утечки. Полученные данные позволяют выбрать критерий герметичности в зависимости от рабочего давления и величины допускаемой в данных условиях утечки уплотняемой среды.

6. Разработана математическая модель уплотнения для расчета необходимого значения ширины прокладки. Определение этой ширины и зоны размещения прокладки между фланцами позволяет уменьшить металлоемкость фланцевого соединения без ущерба для прочности его составляющих элементов. Так, масса стандартного фланца Оу 100 мм и ру 1,6 МПа на 30 % превышает массу фланца, рассчитанного с учетом переменных значений модулей сжатия и восстановления, необходимых значений ширины и среднего диаметра прокладки.

7. Для увеличения срока службы до ремонта разъемных соединений с прокладками из материалов, обладающих переменным от нагрузки и ее характера значением физико-механических характеристик, разработан узел фланцевого соединения с опорным элементом, выполненным из более жесткого, чем прокладка материала, и размещенного параллельно прокладке. Получены уравнения для определения необходимых геометрических параметров прокладки и опорного элемента. Проведенные экспериментальные исследования подтвердили эффективность работы такого соединения и правомерность применения полученных расчетных зависимостей.

8. Получены расчетные выражения для оценки условий деформации сальниковой набивки, нагруженной осевой силой. Установлено, что при размещении набивки в замкнутом объеме радиальная нагрузка на внутреннем контуре превышает ее значение на наружном контуре. Величина превышения определяется физико-механическими свойствами материала набивки (модулем сжатия и коэффициентом Пуассона).

Разработана методика и экспериментальная установка для определения коэффициента бокового давления сальниковой набивки, в основу которой заложен новый подход-оценка потерь на трение приложенной к набивке осевой силы. В этом случае определяется необходимый расчетный комплекс кТ как усредненная величина по двум контурам набивки: внутреннему и наружному.

Для удобства практического использования полученных результатов по деформации сальниковых набивок введены условные модули сжатия и восстановления, характеризующие интенсивность изменения нагрузки от относительной деформации сжатия или восстановления. Получены уравнения для их определения.

Разработана методика и экспериментальная установка для оценки проницаемости сальниковых набивок и получены значения коэффициентов проницаемости для отдельных видов набивок.

9. Использование в расчетной практике переменных значений модулей сжатия и восстановления прокладочных материалов, математической модели уплотнения для определения ширины прокладки и зоны ее расположения, представленных в работе новых конструкций узлов уплотнений и методов их расчета даёт существенное повышение герметизирующей способности соединения (вплоть до молекулярного истечения среды), увеличивает его срок службы (до 25-30%), уменьшает его материалоемкость (на 10-30%), снижает себестоимость узлов уплотнений (на 5-15%) и даёт в целом значительный технико-экономический эффект.

Список литературы диссертационного исследования доктор технических наук Божко, Григорий Вячеславович, 2010 год

1. Абрамович Г.Н. Прикладная газовая динамика. М., Наука, 1969, 824 с.

2. Авдеев В.В., Ильин Е.Т., Уланов Г.А и др. Методика расчета фланцевого соединения с уплотнительной прокладкой из терморасширенного графита. Химическое и нефтегазовое машиностроение, № 4, 2003, с. 15-18.

3. Авдеев В.В., Ильин Е.Т., Ионов С.Г., Божко Г.В. и др. Исследование проницаемосхи сальниковых набивок, выполненных на основе терморасширенного графита (ТРГ). Химическое и нефтегазовое машиностроение, № 3, 2006, с. 26 — 28.

4. Авдеев В.В., Ильин Е.Т., Ионов С.Г., Божко Г.В. и др. Деформационные характеристики сальниковых набивок из терморасширенного графита. Химическое и нефтегазовое машиностроение, № 9, 2005, с.28 — 31.

5. Айнбиндер С.Б. Холодная сварка металлов. Рига, изд. А.Н. Латвийской ССР, 1957, 163 с.

6. Алыпиц И.Я. Новые направления в применении пластмасс для подшипников скольжения. Сборник. Применение материалов на основе пластмасс для опор скольжения и уплотнений в машинах. М., Наука, 1968, с. 57 60.

7. Анурьев В.И. Справочник конструктора-машиностроителя.Т.1, М., Машиностроение, 1979,728 с.

8. Бабкин В.Т., Зайченко А.А, Александров В.В. и др. Герметичность неподвижных соединений гидравлических систем. М., машиностроение, 1977,120 с.

9. Баранов Д.А., Блюм Г.З., Кутепов A.M., Ярошенко A.M. Использование фторполимерных конструкционных материалов в технике производства высокочистых веществ. М., МГУИЭ, 1998, 118 с.

10. Бартош Е.Т. Аэродинамический расчет контактных уплотнений. Труды ВНИИ железнодорожного транспорта. Вып. 214, 1961, с. 121 — 136.

11. Башта Т.М., Руднев С.С., Некрасов Б.Б. и др. Гидравлика, гидравлические машины и гидравлические приводы. М., Машиностроение, 1970, 504 с.

12. Белокуров П.Л. Прокладки из фторопластового уплотнительного материала. Химическое и нефтяное машиностроение, №4, 1968, с. 12-14.

13. Бикташев А.К., Кадермятов И.А., Тимушева А.М. и др. Результаты промысловых испытаний различных конструкций узла уплотнения плунжерного насоса при закачке серной кислоты в скважины. Химическое и нефтяное машиностроение, №7, 1990, с. 13-14.

14. БиргерИ.А., Иосилевич Г.Б. Резьбовые соединения. М., Машиностроение, 1973,254 с.

15. Биргер И.А. Расчет резьбовых соединений. М., Оборонгиз, 1959, 252 с.

16. Биргер И.А., Иосилевич Г.Б. Резьбовые и фланцевые соединения. М., Машиностроение, 1990, 368 с.

17. Биргер И.А., Шорр Б.Ф., Иосилевич Г.Б. расчет на прочность деталей машин. М., Машиностоение, 1979, 702 с.

18. Божко Г.В. Герметизация разъемных соединений с фторопластовыми элементами. Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук. М., МИХМ, 1991, 206 с.

19. Божко Г.В., Калабеков И. Г., Виноградов Г. Г., Денисов С. М. Исследование условий герметизации фторопластовых уплотняющих поверхностей. Химическое и нефтяное машиностроение, № 8, 1991, с. 10-12.

20. Божко Г.В., Степанов Ю.Г., Мартюшов Г.Г., Виноградов Г. Г. Применение фторполимеров для изготовления изделий. Химическое и нефтяное машиностроение, № 3, 1995, с. 36-38.

21. Божко Г.В., Продан В.Д., Шадрина Т.В. и др. Выбор ширины прокладки фланцевого соединения. Химическое и нефтегазовое машиностроение, №5, 2003, с. 8-9.

22. Божко Г.В. Влияние дисперсности порошка фторопласта-4 на эксплуатационные свойства прокладки. Химическое и нефтегазовое машиностроение, №2, 2002, с. 45—47.

23. Божко Г.В. Применение фторопластов в уплотнительных узлах гидроагрегатов. Химическое и нефтегазовое машиностроение, №10,2001, с. 27-29.

24. Божко Г.В. Силовой анализ шарового крана с фторопластовым уплотнением. Химическое и нефтегазовое машиностроение, №12, 2000, с. 32-35.

25. Божко Г.В. Влияние вида нагружения на деформационные характеристики прокладки из фторопласта-4. Химическое и нефтегазовое машиностроение. № 12, 2007, с. 32-34.

26. Божко Г.В. Осевая податливость фторопластовой крышки аппарата, работающего под давлением. Химическое и нефтегазовое машиностроение. № 1, 2008, с. 13-14.

27. Божко Г.В. Влияние ползучести (крипа) фторопласта-4 на герметичность разъемных соединений. Химическое и нефтегазовое машиностроение. № 3,2008, с. 13 -14.

28. Божко Г.В., Продан В.Д., Кобяков М.А. Влияние цикличности нагружения на деформацию элемента из фторопласта-4. Химическое и нефтегазовое машиностроение. № 12, 2008, с. 41—43.

29. Божко Г.В. Разъемные герметичные соединения. Вестник ТГТУ. Том 16, № 2, 2010, с 404-420.

30. Ворохов A.M., Ганшин A.C., Додонов Н.Т. Волокнистые и комбинированные сальниковые уплотнения. М., Машиностроение, 1966, 162 с.

31. Бояршинов C.B. Основы строительной механики машин. М., Машиностроение, 1973, 453 с.

32. Бронштейн И.Н., Семендяев К.А. Справочник по математике. М., Наука, 1981,719 с.

33. Бэррер Р. Диффузия в твердых телах. Л., изд. И.Л., 1975, 503 с.

34. Вихман Г.Л., Круглов С.А., Основы конструирования аппаратов и машин нефтеперерабатывающих заводов. М., Машиностроение, 1978, 328 с.

35. Волков С.С., Соколов В.А. Сварка фторопластов. М., Химия, 1992, 96 с.

36. Вологодский Н.Б., Животовский H.A., Ямпольский С.Л. Износ трущихся поверхностей в сальниковом уплотнении с мягкой набивкой. Химическое и нефтяное машиностроение, №4, 1972, с. 9-10.

37. Вологодский Н.Б. Определение коэффициентов бокового давления и усадки мягких сальниковых набивок. Химическое и нефтяное машиностроение, №12, 1970, с. 7.

38. Волошин A.A. Расчет фланцевых соединений трубопроводов и сосудов. Л., Судпромгиз, 1959. 120 с.

39. Волошин A.A., Григорьев Г.Т. Расчет и конструирование фланцевых соединений. Справочник. Л., Машиностроение, 1979, 125 с.

40. Ганз С.Н., Пархоменко В.Д. Расчетные уравнения для определения деформации наполненных фторопластовых материалов. Механика полимеров, №3, 1965, с.57-61.

41. Ганз С.Н., Пархоменко В.Д. Исследование деформации наполненных фторопластовых материалов. Пластические массы, №11, 1964, с. 37-39.

42. Ганз С.H., Пархоменко В.Д. Исследование фторопласта-4 с наполнителями на трение и износ при смазке агрессивными средами. Химическое и нефтяное машиностроение, №6,1965, с. 30-33.

43. Ганз С.Н., Глозман Л.П., Пархоменко В.Д. и др. Опыт эксплуатации уплотнений из наполненных фторопластовых материалов на кислородных компрессорах. Химическое и нефтяное машиностроение, №5, 1964, с. 39.

44. Горяинова A.B., Божков Г.К., Тихонова М.С. Фторопласты в машиностроении. М., Машиностроение, 1971, 233 с.

45. Гошко А.И., Продан В.Д., Асцатуров A.C. Монтаж и техника герметизации фланцевой арматуры. Технический справочник. М., Инструмент, 2004, 156 с.

46. Гуревич Д.Ф., Шпаков О.Н. Справочник конструктора трубопроводной арматуры. JL, Машиностроение, 1987, 518 с.

47. Гуревич Д.Ф. Расчет и конструирование трубопроводной арматуры. JI., Машиностроение, 1969, 887 с.

48. Данилова М.Н., Филаткин В.Н. и др. Сборник задач и расчетов по теплопередаче. М. Госиздательство торговой литературы, 1961, 2271 с.

49. Девиен М. Течение и теплообмен разреженных газов. М., И.ИЛ., 1962, 188 с.

50. Демкин Н.Б. Фактическая площадь касания твердых поверхностей. М., АН СССР, 1962, 110 с.

51. Демкин Н.Б., Рыжов Э.В. Качество поверхности и контакт деталей машин. М., Машиностроение, 1981, 244 с.

52. Джеффрис Г., Свирас Б. Методы математической физики. Выпуск 1. М., Мир,1969, 424 с.

53. Джеффрис Г., Свирас Б. Методы математической физики. Выпуск 2. М., Мир,1970, 352 с.

54. Долгинов Л.Ш., Прокопов В.К., Самсонов Ю.А. Расчет и конструирование фланцевых соединений судовых трубопроводов и сосудов. Л., 1972, 264 с.

55. Домашнев А.Д., Хмельникер В.Л. Сальниковые уплотнения арматуры АЭС. М., Атомиздат, 1980, 112 с.

56. Дружинский И.А. Механические цепи. Л. Машиностроение, 1977, 235 с.

57. Дьяченко П.Е., Толкачева H.H., Андреев С.А. и др. Площадь фактического контакта сопряженных поверхностей. М., АН СССР, 1963, 95 с.

58. Жаданов Б.Н., Ярошенко А.Н., Блюм Г.З. Химические реактивы и особо чистые вещества. Научн. Тр., М., ИРЕА, 1992, Вып. 24, с. 57.

59. Захаров Б.С., Уманчик Н.П, Яковенко B.JI. и др. Комбинированные манжеты. Химическое и нефтяное машиностроение, №1, 1978, с. 45 —46.

60. Земсков В.А., Шатаев Е.В. Изготовление фторопластовых оболочек для резиновых колец круглого поперечного сечения. Химическое и нефтяное машиностроение, №7, 1987, с. 28 -29.

61. Зидерслебен У. Деформационные характеристики уплотнительных прокладок. Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук. М., МИХМ,j1989, 171 с.

62. Зимин Б.А. Об изменении упругих свойств полимеров в результате высокоэластической деформации. Известия Вузов. Химия и химическая технология. Т XXI, №3, 1978, с 415-418.

63. Зябликов Ю.Н., Тарасьев Ю,И., Куницина Л.И. и др. Графический метод расчета уплотнительных колец из пластмасс в затворах трубопроводной арматуры. Химическое и нефтяное машиностроение, 1970, №2, с. 8-9.

64. Истомин Н.П. Изыскание оптимальных наполнителей для антифрикционных пластмасс на базе фторопласта-4. Сборник. Применение материалов на основе пластмасс для опор скольжения и уплотнений в машинах. М., Наука. 1968, с. 32-37.

65. Истомин Н.П., Семенов А.П. Антифрикционные свойства композиционных материалов на основе фторопластов. М., Наука, 1981, 147 с.

66. Калабеков И.Г., Божко Г.В., Продан В.Д. Герметичное фланцевое соединение с параллельным включением уплотнительного элемента. Химическое и нефтяное машиностроение, №6, 1991, с. 22-23.

67. Канторович З.Б. Основы расчета химических машин и аппаратов. М., Машгиз, 1946, 598 с.

68. Капоровский Б.М. Исследование специальных видов резиновых уплотнительных деталей, работоспособных ниже темпратуры стеклования резины. Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук. М., НИИ Резиновой промышленности, 1970, 164 с.

69. Карасев Л.П., Ротницкая Л.Г. Экспериментальное исследование изменений усилий во фланцевом соединении под действием внешних нагрузок. Химическое машиностроение, №1, 1964, с.21-28.

70. Карпук И.И. Исследование условий герметизации фланцевых узлов политетрафторэтиленовыми прокладками. Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук. М., МИХМ, 1965, 16 с.

71. Карпук И.И. Герметизация фланцев с помощью фторопластовых прокладок. Химическое и нефтяное машиностроение, 1968, № 9, С. 8 9.

72. Кацнельсон М.Ю., Балаев Г.А. Пластические массы. Справочник. Издание третье, переработанное. М., Химия, 1978, 384 с.

73. Качанов JT.M. Основы механики разрушения. М., Наука, 1974, 311 с.

74. Киселев П.И. Основы уплотнений в арматуре высокого давления. М. Л., Госэнергоиздат, 1950, 124 с.

75. Киселев Г.Ф., Рязанов С.Д., Продан В.Д. и др. Торцово-сальниковое уплотнение для вращающихся валов. Химическое и нефтегазовое машиностроение, №3, 2003, с. 19-21.

76. Киселев Г.Ф., Рязанов С.Д., Продан В.Д. Уплотнение вращающегося вала. Патент Р.Ф. №2104433. Б.И. № 33 от 27.04.96.

77. Кнунянц И.Л., Фокин A.B. Покорение неприступного элемента. М., АН СССР, 1963, 192 с.

78. Коллинз Р. Течение жидкостей через пористые материалы. М., Мир, 1964, 350 с.

79. Колмогоров В.Л. Механика обработки металлов давлением. М., Металлургия, 1986, 688 с.

80. Кольман Иванов Э.Э. Конструкции затворов сосудов и аппаратов высокою давления. Обзорная информация. Сер. ХМ-1. М., ЦИНТИхимнефтемаш, 1982, 30 с.

81. Комаров A.A. Надежность гидравлических систем. М., Машиностроение, 1969, 235 с.

82. Кондаков Л.А. Уплотнения гидравлических систем. М., Машиностроение, 1972, 240 с.

83. Костомаров С.М., Макушкин А.П., Тутов В.А. Применение полиамида и•vполиамидоимида в качестве уплотнительных материалов для затворов криогенной арматуры. Химическое и нефтяное машиностроение, №2, 1990, с. 22-24.

84. Кочин Н.С., Кибель И.А., Розе Н.В. Теоретическая гидромеханика. Часть I. М., Физматгиз, 1963, 583 с.

85. Крагельский И.В. и др. Влияние тангенциальных перемещений на фактическую площадь контакта. Сб. «Электрические контакты», М. Госэнергоиздат, 1964.

86. Крагельский И.В. Трение и износ. М., Машиностроение. 1968,480 с.

87. Крагельский И.В., Виноградова И.Э. Коэффициенты трения. М. Машгиз, 1962, 218 с.

88. Лазар М., Радо Р., Климан Н. фторопласты. М. JL, Энергия, 1965, 304 с.

89. Лащинский A.A., Толчинский А.Р. Основы конструирования и расчета химической аппаратуры. Справочник. М., Машиностроение, 1970, 752 с.

90. Левин Л.Я., Израилевский Л.Б., Степченко А.Ф. и др. Исследование физических свойств материалов, используемых в уплотнениях нового типа. Труды ВТИ, № 23, 1979, с. 139- 155.

91. Левина 3 М., Решетов Д.Н. Контактная жесткость машин. М., Машиностроение, 1971,262 с.

92. Лившиц О.П., Гридин Г.Д. Исследование герметичности элементов с цинковым покрытием для газовых сред. Химическое и нефтяное машиностроение, №8, 1977, с. 10-12.

93. Лихарев К.К. Новые образцы для испытания на одноосное сжатие. Заводская лаборатория, №3,1950, с. 338-345.

94. Лихарев К.К. Новый метод испытания на сжатие. Вестник машиностроения, №3, 1950, с. 51-54.

95. Лозовский И.Н., Соболев Г.П., Божко Г.В. Узлы трубопроводов, футерованные фторопластом. Технические условия. ТУ 2248 009 - 22955745 - 2009, Кирово - Чепецк, ОООПКП «МИТО», 2009, 29 с.

96. Любошиц М.И., Ицкович Г.М. Справочник по сопротивлению материалов. Минск, Высшая школа, 1965, 343 с.

97. Мадгли Д., Торенс К. Потенциометрический анализ веществ. М., Мир, 1980, 253 с.

98. Макаров Г.В. Уплотнительные устройства. Л., Машиностроение. 1973, 232 с.

99. Малинин H.H. Прикладная теория пластичности и ползучести. М., Машиностроение, 1975, 399 с.

100. Манин В.М., Громов А.Н. Физико-химическая стойкость полимерных материалов в условиях эксплуатации. Л., Химия, 1980, 248 с.

101. Маркушкин А.П. Полимеры в узлах трения и уплотнениях при низких теипературах. Справочник. М., Машиностроение, 1993, 288 с.

102. Марцинковский В.А. Гидродинамика и прочность центробежных насосов. М., Машиностроение, 1970, 272 с.

103. Матвиевский P.M. Исследование трения некоторых пластмасс на машине КТ-2 в условиях смазки и без смазки. Пластмассы как антифрикционный материал, М., АН СССР, 1961, с. 22-42.

104. Миненков Б.В., Стасенко И.В. Прочность деталей из пластмасс. М., Машиностроение, 1977, 264 с.

105. Михайлов А.К., Малюшенко В.В. Конструкции и расчет центробежных насосов высокого давления. М., Машиностроение, 1971, 304 с.

106. Моисеев Ю.В., Заиков Г.Е. Химическая стойкость полимеров в агрессивных средах. М., Химия, 1979, 288 с.

107. Морозов Д.М., Продан В.Д., Чехов О.С. Прочноплотное фланцевое соединение с радиально-осевым самоуплотнением. Экспресс-информация о работе НИИ и КБ отрасли. Сер. ХМ 4. ЦИНТИхимнефтемаш, 1977, № 5, 6 с.

108. Нарисава И. Прочность полимерных материалов. М., Химия, 1987, 398 с.

109. Нормы расчета на прочность элементов реакторов, парогенераторов, сосудов и трубопроводов атомных электростанций, опытных и исследовательских ядерных реакгоров и установок. М., Металлургия, 1973, 408 с.

110. Общие требования и указания по применению уплотнений из терморасширенного графита в арматуре ТЭС. РД 153-34.1-39.605-2002, РАО ЕЭС «Россия», м., 2002, 32 с.

111. Общие требования по применению новых материалов из терморасширенного графита для уплотнений валов центробежных насосов. РД 153-34.1.41.602-2002, РАО ЕЭС «Россия», М., 2002, 26 с.

112. Орлов З.Д., Шевченко В.И., Трубникова Л.П. Исследование деформационной характеристики ю лец круглого сечения при различной конструкции посадочного места фланцевых соединений. Каучук и резина, №7, 1978, с. 40-42.

113. ОСТ 6-10—407—76. Материалы лакокрасочные. Метод определения проницаемости пленки.

114. Отчет по теме №1520. Получение характеристик плотности и деформируемости прокладочных материалов. Часть II. Исследование пленочного фторопласта-4. М., НИИХИММАШ, 1959, 26 с.

115. Отчет по теме №1520. Получение характеристик плотности и деформируемости прокладочных материалов. Часть III. М., НИИХИММАШ, 1959, 32 с.

116. Отчет об испытаниях прокладок из фторопласта-4 на малых моделях уплотнений. Бюро Гидропресс, 1959,41 с.

117. Отчет о научно-исследовательской работе «Разработка ТУ на прокладки из терморасширенного графита (ТРГ). Иркутск, ОАО ИркутскНИИхиммаш, 2002, 106 с.

118. Павлов Ю.И., Антропов В.Н. Надежность фланцевых соединений трубопроводов с фторопластовыми уплотнениями. Химическое и нефтяное машиностроение, №4, 1974, с. 33-34.

119. Павлов П.А., Кондаков О.Н., Созонов Ю.А. и др. Влияние ползучести прокладок из фторопласта-4 на герметичность фланцевых соединений. Химическое и нефтяное машиностроение, №9, 1973, с. 15-17.

120. Павлов П.А., Хангу Ю.Э., Будин Е.М. Расчет герметичности фланцевых соединений с уплотнениями типа шип-паз из фторопалста-4 при переменных внутренних давлениях и температуре. Химическое и нефтяное машиностроение, №5, 1975, с. 11-12.

121. Палей М.А., Романов А.Б., Брагинский В.А. Допуски и посадки. Справочник. Т.2, Л., Политехника. 1991, 607 с.

122. Панкратов В.В., Продан В.Д., Румянцев О.В. Условия герметизации жидких сред линзовыми уплотнениями. Вестник машиностроения, №8, 1971, с. 42-43.

123. Паншин Ю.А., Малкевич С.Г., Дунаевская Ц.С. Фторопласты. Л., Химия, 1978, 232 с.

124. Пластмассы. Методы определения модуля упругости при растяжении, сжатии и изгибе. ГОСТ 9550 81 (СТ СЭВ 2345 - 80). Государственный комитет СССР по стандартам. М., 1981, 9 с.

125. Погодин В.К., Лившиц В.И., Древин А.К. Экспериментальное исследование условий герметизации для уплотнительного соединения типа тор-плоскость. Машиноведение, №1, 1974, с. 91-95.

126. Погодин В.К. Разъемные соединения и герметизация в оборудовании высокого давления. Иркутск, 2001, 406 с.

127. Потураев В.Н. Резиновые и резино-металлические детали машин. М., Машиностроение, 1966, 300 с.

128. Продан В.Д., Калабеков И.Г., Божко Г.В. и др. Разъемные соединения с фторопластовыми уплотнениями. Справочник. М., Тривола, 1995, 180 с.

129. Продан В. Д. Терморасширенный графит новый перспективный уплотнительный материал. Сборник научных трудов МГУИЭ. Механика. Теплофизика. Экология. М., МГУИЭ, 2006, с. 243 - 247.

130. Продан В.Д., Божко Г.В., Калабеков И.Г., Чехов О.С., Радзин И.М. Устройство для затяжки крупных резьбовых соединений. Экспресс-информация «Высокоэффективные соединения». № 11, 1982,4 с.

131. Продан В.Д. Методы расчета и техника герметизации разъемных неподвижных соединений. Диссертация на соискание ученой степени доктора технических наук, М., МИХМ, 1985, 427 с.

132. Продан В.Д., Калабеков И.Г., Погодин В.К. Выбор геометрических параметров узла размещения резинового уплотнителя круглого сечения. Химическое и нефтяное машиностроение, №5, 1995, с. 17-20.

133. Продан В.Д., Божко Г.В., Степанов Ю.Г. и др. Центробежный насос. Патент Р.Ф. №2097603, от 06.07.95.

134. Продан В.Д, Баранова M.JI. Погрешности при определении минимальной нагрузки герметизации. Химическое и нефтегазовое машиностроение, №4, 200, с. 10-12.

135. Продан В.Д., Базурин Н.Б., Румянцев О.В. Измерение сближения контактируемых поверхностей под действием приложенной нагрузки. Известия ВУЗов. Машиностроение. №12, 1967, с. 72-74.

136. Продан В.Д. Исследование вопросов механизма герметизации плоских упругих неподвижных уплотнений. Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук, М., МИХМ, 1968, 112 с.

137. Продан В.Д. Техника герметизации разъемных неподвижных соединений. М., Машиностроение, 1991, 160 с.

138. ПроданВ.Д., Нефедов Ю.Г. Экспериментальное определение коэффициента осевой податливости промежуточных деталей. Машиноведение, №5, 1986, с. 91-95.

139. Продан В.Д., Божко Г.В., Калабеков И.Г. Расчет разъемных герметичных соединений с фторопластовыми элементами. Химическое и нефтяное машиностроение, №5, 1994, с. 8-10.

140. Продан В.Д., Румянцев О.В. Исследование условий герметизации плоских упругих неподвижных уплотнений. Химическое и нефтяное машиностроение, №4, 1971, с. 3-5.

141. Продан В.Д., Морозов Ю.М., Сейтжанов К. Условия герметизации упругими уплотняющими поверхностями прочно-плотных соединений. Экспресс-информация. Серия ХМ-10, №1, 1975, 19 с.

142. Продан В.Д., Божко Г.В., Калабеков И.Г. Определение коэффициента боковою давления фторопластовой набивки сальника. Химическое и нефтяное машиностроение, №3, 1994, с. 9-11.

143. Продан В.Д. Герметичность разъемных неподвижных соединений машин и аппаратов химических производств. М., МИХМ, 1984, 71 с.

144. Продан В.Д., Ктос В.П. Исследование осевой податливости резьбы. Машиноведение, №6,1980, с. 57-63.

145. Продан В.Д., Божко Г.В., Погодин В.К. конструирование бугельного соединения. Химическое и нефтегазовое машиностроение. № 11, 2009, с. 23-26.

146. Продан В.Д., Божко Г.В. Влияние условий размещения прокладки между фланцами на ее осевую податливость. Химическое и нефтегазовое машиностроение. № 12, 2009, с. 27-28.

147. Продан В.Д., Божко Г.В., Васильев A.B., Исакова М.А. Значение радиальных нагрузок при оценке коэффициента бокового давления сальниковых набивок. Химическое и нефтегазовое машиностроение., № 4,2010, с. 35-36.

148. Протопопов В.Б. Уплотнение судовых фланцевых соединений. JL, Судостроение, 1966, 160 с.

149. Прочность, устойчивость, колебания. Справочник. T.I. Под общей редакцией И.А.Биргера и Я.Г Пановко. М., Машиностроение, 1968, 832 с.

150. Пружанский Л.Ю. Испытание фторопласта-4 на трение. Пластмассы как антифрикционный материал. М., АН СССР, 1961, с. 74-79.

151. Пугачев А.К., Росляков O.A. Переработка фторопластов в изделие. Л., Химия, 1987, 168 с.

152. Раац А., Продан В.Д., Калабеков И.Г. Исследование работоспособности бугельного соединения с гибким силовым элементом. Химическое и нефтяное машиностроение, №5, 1993, с. 8-9.

153. Радченко И.В. Молекулярная физика. Наука, М., 1965, 479 с.

154. Расчет и конструирование машин и аппаратов химических производств. Под ред. проф. М.Ф.Михалева. Л., Машиностроение, 1984, 301 с.

155. Рахмилевич 3.3., Радзин И.М., Фарамазов С.А. Справочник механика химических и нефтехимических производств. М., Химия, 1985, 592 с.

156. Рейтлингер С.А. Проницаемость полимерных материалов. М., Химия. 1974, 270 с.

157. Решетов Д.Н. Детали машин. М., Машиностроение. 1974, 655 с.

158. Романков П.Г., Курочкина М.И. Гидромеханические процессы химической технологии. Л., Химия, 1974, 288 с.

159. Рот А. Вакуумные уплотнения. М., Энергия, 1971, 464 с.

160. Румянцев O.B. Оборудование цехов синтеза высокого давления в азотной промышленности. М., Химия, 1970, 375 с. ,

161. Рыжов Э.В. Контактная жесткость деталей машин. М., Машиностроение, 1966, 194 с.

162. Рыжов Э.В. Основы расчета стыковых поверхностей деталей машин на контактную жесткость. М., Машгиз, 1962, 143 с.

163. Рябенко Е.А., Блюм Г.З., Ярошенко A.M. Экологические проблемы производства высокочистых галагенводородных кислот. Химическая промышленность, № 10, 1996, с. 63-67.

164. Рябенко Е.А., Ярошенко A.M., Блюм Г.З. и др. Полимерные конструкционные материалы в технологии химических реактивов. Обзорн. Информ. М., НИИТЕХИМ, 1991,30 с.

165. Северин П.А., Грушевский В.М., Привалко В.П. и др. Антифрикционные материалы на основе наполненного фторопласта-4. Сборник. Применение материалов на основе пластмасс для опор скольжения и уплотнений в машинах. М., Наука, 1968, с. 37-41.

166. Сейнов C.B. Входной контроль и испытания запорной арматуры. Технический справочник из серии «Эксплуатация и ремонт арматуры, трубопроводов, оборудования». М., Инструмент, 2003, 150 с.

167. Симвулилди И.А. Расчет балок на сплошном упругом основании. М., Советская наука, 1958, 308 с.

168. Серенсен C.B., Когаев В.П., Шнейдерович P.M. Несущая способность и расчеты деталей машин на прочность. Справочное пособие. М., Машиностроение, 1975, 488 с.

169. Сисьмеков В.К. К расчету фланцевых соединений на прочность и плотность. Сб. «Расчеты на прочность», вып. 7, М., Машгиз, 1961, с. 175-191.

170. Скуг Д., Уаст Д. Основы аналитической химии. М., Мир, 1979, 210 с.

171. Сосуды и аппараты. Нормы и методы расчета на прочность. Расчет на прочность и герметичность фланцевых соединений. ГОСТ Р52857.4 2007. М, Стандартанформ, 2008, 41 с.

172. Сосуды и трубопроводы высокого давления. Справочник. Хисматулин Е.Р., Королев Е.М., Лившиц В.И. и др. М., Машиностроение, 1990, 384 с.

173. Сосуды и аппараты.' Нормы и методы расчета на прочность и герметичность фланцевых соединений. РД 26-15-88, М., 1990, 63 с.

174. Справочник машиностроителя в шести томах. Том 6. Под ред. проф. Э.А.Сателя. М., Машиностроение, 1964, 540 с.

175. Справочник по триботехнике. Том I. Под ред. М.Хебды и А.В.Чичинадзе. М., Машиностроение, 1989,400 с.

176. Справочник по триботехнике. Том III. Под ред. М.Хебды и А.В.Чичинадзе. М., Машиностроение, 1992, 730 с.

177. Суровяк В., Худзински С. Применение пластмасс в машиностроении. М., Машиностроение, 1965,427 с.

178. Таганов Н.И. и др. О боковом давлении набивки из фторопласта-4. Химическое и нефтяное машиностроение, №4, 1965, с. 12—14.

179. Тарасьев Ю.И., Белокуров П.Л. Конструкции затворов арматуры с уплотнением из фторопласта-4. Химическое и нефтяное машиностроение, №6, 1971, с. 7.

180. Тимонин A.C. Основы конструирования и расчета технологического и природоохранного оборудования. Справочник. Том I. Калуга, Изд. Н.Бочкаревой, 2001,756 с.

181. Тимошенко С.П., Гере Дж. Механика материалов. М., Мир, 1976, 669 с.

182. Тимошенко С.П., Гудьер Дж. Теория упругости. М., Наука, 1975, 575 с.

183. Тимошенко С.П. Сопротивление материалов. Том I. М., Наука, 1965, 363 с.

184. Тимошонко С.П. Сопротивление материалов. Том И. М., Наука, 1965,480 с.

185. Тимошук A.C., Бартенев Д.А., Моносова М.Н. Расчет сальников тихоходных валов и штоков с асбестографитовой набивкой. Химическое и нефтяное машиностроение, №4, 1985, с. 20-21.

186. Тимошук A.C. К определению бокового давления мягких сальниковых набивок. Химическое и нефтяное машиностроение, №8, 1969, с. 8-9.

187. Тихомиров P.A., Николаев В.И. Механическая обработка пластмасс. М., Машиностроение, 1975,208 с.

188. Топтуненко Е.Т. Основы конструирования и расчета химических аппаратов и машин. Часть I. Харьков, Изд. Харьковский Университет, 1968, 276 с.

189. Уплотнения и уплотнительная техника. Справочник. Под общей ред. А.И. Голубева и Л.А.Кондакова. М., Машиностроение, 1994, 463 с.

190. Уплотнительная техника. Информационный бюллетень. Л., Некоммерческое партнерство «Уплотнительная техника», 1, 2007, 37 с.

191. Фарамазов С. А. Ремонт и монтаж оборудования химических и нефтеперерабатывающих заводов. М., Химия, 1988, 304 с.

192. Хисматуллин Е.Р., Королев Е.М., Лившиц В.И. и др. Сосуды и трубопроводы высокого давления. Справочник. М., Машиностроение, 1990,384 с. ;

193. Штучный Б.П. Механическая обработка пластмасс. М., Машиностроение, 1987,152 с.

194. Чайлдс У. Физические постоянные. М., Физматгиз, 1962, 80 с.

195. Чжу Го-Хуа, Румянцев О.В. Экспериментальное исследование условий герметичности упругих конических уплотнений аппаратов высокого давления. Химическое и нефтяное машиностроение, №3, 1965, с. 13-16.

196. Чегодае* Д.Д., Наумова З.К., Дунаевская Ц.С. Фторопласты. Л., Госхимиздат, 1960,192 с.

197. Чергиньяни К. Математические методы кинематической теории газов. М., Мир, 1973,242 с.

198. Черкасский В.М., Романова Т.М., Кауль P.A. Насосы, компрессоры, вентиляторы. М., Энергия, 1968,304 с.

199. Чесноков Н.М., Семенов И.В., Яблонский Н.С. и др. Резиновые уплотнения с антифрикционным покрытием. Каучук и резина, №7, 1979, с. 42^-3.

200. Шатинский В.Ф., Гойхман М.С., Гарлинский Р.Н. Исследование герметичности металлических уплотнений арматуры для жидких и газовых сред. Химическое и нефтяное машиностроение, >f°8, 1975, с. 33-34.

201. Швайгерер С. Расчет фланцевых соединений трубопроводов и резервуаров. Прикладная механика в машиностроении. Сб. №5, М., Изд. И.Л., 1964.

202. Щупляк И.А., Таганов Н.И., Кириллов В.М. Исследование уплотняющей способности прокладок из полимерных материалов. Известия ВУЗов. Химия и химическая технология, №4, 1965, с. 691-695.

203. Эмануэль Н.М., Бучаченко А.Л. Химическая физика молекулярного разрушения и стабилизации полимеров. М., Нука, 1988, 306 с.

204. Экслер Л.И. О работе контактного металлического уплотнения. Химическое и нефтяное машиностроение, 1966, № 2, с. 5 — 8.

205. Юдаев Б.Н. Теплопередача. М., Высшая школа, 1973, 360 с.

206. Ярошенко A.M., Блюм Г.З., Коваль Т.А., Божко Г.В. и др. Исследование диффузионной проницаемости фторопластовых пленок. Журнал прикладной химии. Т. 67, вып. 11, 1994, с. 1859-1862.

207. Ярышева Г.М., Логинова H.H., Андреева А.И. Фторопласты. Каталог. Черкассы, НИИТЭХИМ, 1983,211 с.

208. Eshel R. Prediction of extrusion failures of O-ring seals. «ASLE Trans.», 1984, 27, №4, 332-340.

209. Klinkenberg LJ. Drilling Prod. Proc. 200 (1941).

210. Koch F., Kruppa M. Berechnung der Zeitfestigkeit von Maschinenbauteilen. «Maschinenbautechnik», 1983,32, №6,267-269.

211. Forrest O., Rathbum J. Metal-to-metal and Metal Gasketed seals. «Machine Design». August 5, 1965.

212. Junker G., Blume D. Nene wege einer systematischen Schraubenberechnung. Dusseldorf: Michael Triltsch Verlad. 1965.

213. Mechanical Engineers' Handbook, Marks, Sixth Edition, Section 3, p 48.219. "New Design Data for Teflon" Machine Design, Jan. 21 and Feb. 18, 1960.

214. Roberts J. Gaskets and Bolted Joints. «Journal of Applied Mechanies». Vol. 17, №2, 1950.

215. Schlottmann D. Maschinenbau. Band 1. Berlin: VEB Verlag Technik. 1973.

216. Teflon. Mechanical Design Date. (Du Pont).

217. Wächter K., Beer R., Jannasch D. Elastische Schraubennachgiebigkeit. Teil 2. «Maschinenbautechnik», 1979, 28, №3, 113-116, 97.

218. Wächter K., Jannasch D., Beer R. Elastische Flanschnachqiebigkeit von Schrauben Verbindungen. Teil 1. «Maschinenbautechnik», 1979, 29, №2, 62-65, 69, 49.

219. Welz H.U. Eigenschaften von PTFE kompositionen und deren Anwendungs moglichkeiterbeim verscheipsehutz. «Schmierungstrchnik», 1982, V.13, №6, 179-182.