Создание методов и средств для проектирования торцовых бесконтактных уплотнений ДЛА тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.07.05, доктор технических наук Фалалеев, Сергей Викторинович

• Фалалеев, Сергей Викторинович
• доктор технических наук
• 1996

Оглавление диссертации доктор технических наук Фалалеев, Сергей Викторинович

Основные условные обозначения

Введение.

Глава 1. Современное состояние и задачи исследования торцовых бесконтактных уплотнений ДЛА.

1.1. Анализ условий применения торцовых бесконтактных уплотнений в ДЛА.

1.2 Анализ механизмов образования гарантированного зазора в торцовом уплотнении.

1.3. Анализ исследований статических и динамических характеристик торцовых бесконтактных уплотнений.

1.4. Постановка задач исследования.

Глава 2. Гидродинамические характеристики тонкого слоя маловязкой жидкостной и газовой смазки торцового уплотнения с учетом технологических и эксплуатационных факторов

2.1. Расчетная модель, исходные уравнения и допущения

2.2. Статические характеристики слоя смазки торцового уплотнения.

2.3. Гидродинамические характеристики газового слоя с учетом отклонений геометрической формы зазора уплотнения от плоскопараллельной и конвективных сил инерции

2.3.1. Гидродинамические характеристики газового слоя с учетом волнистости уплотнительных поверхностей и конвективных сил инерции.

2.3.2. Гидродинамические характеристики газового слоя с конусным зазором.

2.4. Гидродинамические характеристики торцового жидкостного уплотнения с учетом сил инерции и разрыва смазочного слоя.

2.5. Двухфазное течение рабочей среды в зазоре торцового уплотнения.

2.6. Критическое истечение газа через уплотнительную щель.

2.7. Учет шероховатости уплотнительных поверхностей

2.8. Динамические характеристики слоя смазки торцового уплотнения.

Глава 3. Элементы торцового бесконтактного уплотнения

3.1. Пара трения ТбКУ.

3.1.1. Торцовые уплотнения с газостатическими камерами

3.1.1.1. ТГСУ с волнистым зазором и учетом вращения уплотнительных поверхностей

3.1.1.2. ТГСУ с конусным зазором и кольцевой камерой

3.1.1.3. ТГСУ с конусным зазором и секторными камерами

3.1.1.4. Экспериментальные исследования ТГСУ с конусным зазором.

3.1.2. ТбКУ со спиральными канавками.

3.1.2.1. Методика расчета ТбКУ со спиральными канавками

3.1.2.2. Поиск оптимальной формы газодинамических камер

3.1.2.3. Гибридное торцовое уплотнение

3.1.3. РТКУ с камерами Рэлея.

3.1.4. Микроканавки на уплотнительной поверхности

3.2. Дросселирующие и фильтрующие элементы

3.2.1. Дроссель в виде питающего отверстия

3.2.2. Дроссель из материала МР.

3.2.3. Тросовый дроссель

3.2.4. Исследование засоряемости дросселей и фильтров из материала МР.

3.3. Вторичные уплотнения

3.4. Материалы пары трения ТбКУ.

Глава 4. Деформации в торцовых уплотнениях.

4.1. Причины возникновения деформаций уплотнительных поверхностей

4.2. Влияние различного вида деформаций на характеристики уплотнений.

4.3. Торцовое уплотнение с эластичной поверхностью

4.4. Щеточное уплотнение

4.5. Принципы и пути создания работоспособных в условиях деформаций торцовых уплотнений

Глава 5. Динамические процессы в торцовых бесконтактных уплотнениях.

5.1. Динамическая модель ТбКУ.

5.2. Вынужденные осевые колебания ТбКУ с использованием модели Кельвина, учет нелинейности

5.3. Вынужденные осевые колебания ТбКУ с использованием модели Зенера

5.3.1. АФЧХ и устойчивость ТбКУ.

5.3.2. Оценка влияния волнистости и вращения уплотнитель ных поверхностей и газодинамических камер на динамические характеристики ТбКУ.

5.3.3. Оптимизация динамических характеристик ТбКУ

5.4. Динамические характеристики и устойчивость высоко-перепадных ТГСУ.

5.5. Совместные колебания в торцовых уплотнениях: осевые, угловые и изгибные.

5.6. Динамические характеристики и устойчивость ТГСУ с эластичной поверхностью

5.7. Динамика торцового уплотнения при наличии двухфазного течения рабочей среды в зазоре уплотнения

Глава 6. Многорежимность торцовых уплотнений ф 6.1. Влияние многорежимности турбомашины на работу торцового уплотнения

6.1.1. Торцовое гидростатическое уплотнение

6.1.2. Торцовое уплотнение со спиральными канавками

6.1.3. РТКУ с камерами Рэлея и спиральными канавками

6.1.4. Гибридные торцовые уплотнения

6.1.5. ТГСУ с эластичной поверхностью

6.2. Прогнозирование срока эксплуатации торцовых уплотнений многорежимных турбомашин

6.3. Принципы и пути обеспечения многорежимности торцовых бесконтактных уплотнений

Глава 7. Работа торцового уплотнения в составе турбомашины

7.1. Течение рабочей среды в полости перед уплотнением

7.2. Влияние засоряемости фильтрующих и дросселирующих элементов на работоспособность торцовых уплотнений 7.3. Влияние ротора на динамику РТУ с радиальной разгрузкой

7.4. Влияние динамики ротора и динамических процессов в турбомашине на работоспособность торцового контактного уплотнения.

7.5. Исследование динамики ТбКУ в составе системы "ротор-опоры-уплотнение"

7.6. Расчет уплотнительных систем

Глава 8. Перспективы применения результатов работы

8.1. Выбор конструктивной схемы ТбКУ

8.2. Алгоритмы проектирования исследуемых уплотнений

8.2.1. Проектирование ТбКУ.

8.2.2. Выбор параметров гибридного торцового ф уплотнения ГТД.

8.2.3. Выбор параметров высокоперепадного ТГСУ

8.2.4. Выбор параметров эластичного ТГСУ

8.2.5. Проектирование щеточных уплотнений

8.3. Созданные конструкции торцовых бесконтактных уплотнений

8.3.1. Уплотнения опор роторов ГТД.

8.3.2. Уплотнения роторов агрегатов подачи топлива . 326 ^ 8.3.3. Разработанные в рамках конверсии уплотнения турбомашин.

8.4. Принципы проектирования высокоэффективных и надежных торцовых бесконтактных уплотнений

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Создание методов и средств для проектирования торцовых бесконтактных уплотнений ДЛА»

При создании разнообразных образцов техники с подвижными элементами возникает необходимость решения проблемы уплотнений. В природе не существует аналогов скользящему уплотнению. Полная герметичность часто остается невыполнимым желанием не только из-за основополагающих физических проблем, но также и из-за требуемой экономичности решения. Из-за разнообразия условий эксплуатации и требований к герметичности создаются многочисленные уплотнительные системы в различных отраслях машиностроения, в основном на основе торцовых уплотнений. В ряде случаев уплотнительные системы насосов являются более дорогими, чем сами насосы. Не редко затраты на ремонт в сотни или тысячи раз превышают стоимость разрушенных уплотнитель-ных элементов. Мировая статистика катастроф показывает, какую беду может принести рискованно сконструированная уплотнительная система. С ростом давлений, температур и скоростей скольжения места выхода валов из корпуса оказываются часто для конструкторов камнем преткновения.

Конструирование, изготовление и эксплуатация уплотнений и уплотнитель ных систем требует обширных знаний. Процессы в уплотнитель ных щелях определяются свойствами жидкостей и газов, теплопередачей и теплоотдачей, фазовыми изменениями, изнашиванием и коррозией, равновесием действующих на подвижные части уплотнений сил и моментов, вибрационным состоянием и т.д. Очень часто эти определяющие величины так тесно связаны между собой, что кажется невозможным надежно рассчитать поведение уплотнительной системы в процессе эксплуатации. Но необходимо найти решение или доказать, что при предъявленных требованиях при существующем состоянии техники определенная уплотнительная проблема не решается. Для этого нужны знания и опыт. Все это в большой степени относится к авиа- и ракетостроению, ведущему классу технических систем, во многом определяющему развитие других отраслей машиностроения.

Основные проблемы, возникающие при создании новой авиационной и ракетнокосмической техники, связаны, в первую очередь, с требованиями повышения экономичности и увеличения срока эксплуатации новой техники. Эксплуатационные параметры двигателей летательных аппаратов и их агрегатов зависят от допустимых в них уровней давлений, температур и скоростей, пределы которых часто определяются возможностями используемых уплотнений /1/. В авиационных двигателях уплотнения работают при температурах до 1700 К, давлениях до 4 МПа, окружной скорости до 450 м/с. В перспективе ожидается дальнейшее увеличение степени сжатия воздуха в компрессоре, температуры газа перед турбиной, степени двухконтурности, частоты вращения роторов, что повысит нагрузки на узлы уплотнений /2,3/. Уровни давления в современных турбонасосных агрегатах (ТНА) достигают величины 40.75 МПа, а уровни окружных скоростей - 250 м/с и имеют тенденцию к возрастанию при одновременном значительном росте динамических нагрузок /4-6/. Требование минимальной массы двигателя приводит к созданию гибких роторов, имеющих значительные прогибы. Все это создает еще большие трудности для работы уплотнений. Следует учесть, что наряду с ростом параметров двигателей увеличивается их ресурс. Требуемые ресурсы: ГТД - 30 тыс. ч, конвертируемых двигателей - до 100 тыс.ч, ТНА - сотни ч /2,5,7/. Внедрение новой техники и конвертирование двигателей сдерживается отсутствием доведенных высокоресурсных уплотнительных узлов, которые были бы работоспособны и в более жестких условиях эксплуатации.

Авиационный ГТД имеет около 50 различных уплотнительных устройств. Их работоспособность существенно влияет на характеристики двигателя и всего летательного аппарата /1,4/. Отказы уплотнений стоят на третьем месте среди 28 причин аварий ГТД /4/. По данным фирмы Роллс-Ройс /8/ уменьшение утечек воздуха из компрессора на 1% может привести к увеличению его к.п.д. на 2.6%, снижению удельного расхода топлива и увеличению дальности полета на 3%. В случае уплотнений опор роторов утечки горячего воздуха в масляную полость вызывают возникновение масляного тумана и коксование масла. Ухудшающееся вследствие этого охлаждение подшипников может значительно сократить ресурс двигателя /9/. В ТНА уплотнения являются важнейшими элементами, определяющими их надежность /2,5/. Разработка ГТД, использующих в качестве топлива водород или сжиженный природный газ, значительно повышает требования к уплотнениям ТНА. Конструирование и применение уплотнений в ГТД и ТНА требует учета многих факторов, которые обычно не являются критическими для других областей техники /1-4/.

Уплотнения ДЛА должны обеспечивать:

- заданную герметичность соединения в течение всего ресурса;

- минимально возможные трение, изнашивание и тепловыделение (при этом необходимо исключить возможность взаимодействия продуктов изнашивания с уплотняемыми рабочими телами);

- функционирование узла после длительного хранения;

- работоспособность при взаимных осевых и радиальных перемещениях деталей статора и ротора во время работы ДЛА;

- технологичность изготовления и сборки элементов ДЛА.

На рис. 1 перекрещенными прямоугольниками условно отмечены места возможного расположения торцовых уплотнений роторов ГТД и ТНА. В а

I I

V.у ш-г б

1.1. Места установки торцовых уплотнений в ГТД (а) и ТНА

ГТД торцовые уплотнения используются в качестве герметизаторов масляных полостей опор роторов, а в ТНА - в качестве внутренних (по буртам крыльчатки) и концевых уплотнений.

В настоящее время в качестве уплотнений опор роторов двигателей применяются лабиринтные, торцовые и радиально-торцовые уплотнения (рис. 1.2). Лабиринтные уплотнения (рис. 1.2,а) имеют неограниченный ресурс, однако пропускают большие утечки. Поэтому нужно снижать давление и температуру воздуха, протекающего в масляную полость, что достигается созданием промежуточных полостей /10/. В конечном итоге это приводит к усложнению конструкции уплотнения, увеличению его веса и снижению к.п.д. двигателя. Торцовые контактные уплотнения (ТКУ) (рис. 1.2,6) имеют значительно меньшие утечки, так как осуществляют герметизацию за счет непосредственного контакта уплотняющих поверхностей вращающейся детали ротора и невращающейся втулки. Чаще всего одна из деталей, образующих уплотнительную щель, изготовлена из графита, а другая - из металла или керамики. Для компенсации износа уплотнительных поверхностей и осевой подвижности вала одно из колец делается подвижным в осевом направлении и поджимается одной или несколькими пружинами к другому кольцу. В качестве вторичного уплотнения используются резиновые кольца, фторопластовые манжеты или сильфоны. Используются также устройства, препятствующие провороту одного кольца относительно корпуса и другого - относительно вала. Из-за трения в зоне контакта, приводящего к возникновению высокой температуры, ТКУ имеют ограничение по скорости скольжения примерно в 100 м/с. Создание новых пар трения отстает от постоянного роста эксплуатационных параметров /2,3/. В настоящее время пределом использования торцовых контактных уплотнений в ДЛА считается значение параметра ру = 50 МПа м/с /2/, а их ресурс вследствие

Рис. 1.2. Уплотнения опор роторов ГТД

Рис.1,2. Уплотнения опор роторов ГТД; а - лабиринтное уплотнение; б - торцовое контактное уплотнение; в - радиально-торцовое контактное уплотнение; г - радиально-торцовое уплотнение: А - воздушная полость; Б - масляная полость; В - промежуточная полость; 1 - корпус опоры; 2 - вал; 3 - графитовое кольцо; 4 - вращающееся кольцо; 5 - упругий элемент; б - вторичное уплотнение; 7 - стальной бандаж; 8 - шайба; 9 - износостойкое покрытие изнашиваемости пары трения достигает лишь нескольких сотен или тысяч часов. Радиально-торцовые контактные уплотнения (РТКУ) с наружной цилиндрической и торцовой рабочими поверхностями и разрезным графитовым кольцом, установленным на валу, (рис. 1.2,в) имеют меньшие утечки, чем лабиринтные уплотнения. Однако эти утечки значительно выше, чем через ТКУ. К тому же радиально-торцовые контактные уплотнения имеют ограничения по скорости скольжения и перепаду давления. РТКУ получили широкое распространение благодаря конструктивной простоте и малым габаритам. Радиально-торцовое уплотнение (РТУ) с внутренней цилиндрической и торцовой рабочими поверхностями, с бандажировалным графитовым кольцом, установленном в статоре, конструктивная схема которого показала на рис. 1.2,г, при скорости скольжения 150 м/с, температуре воздуха 920 К и перепаде давления 1 МПа имеет утечки в 7 раз меньшие, чем лабиринтное уплотнение /11/. Известно использование таких уплотнений и в ТНА /12/. Применение модного в настоящее время щеточного уплотнения /13/ (рис. 1.3) в качестве уплотнения масляной полости опоры ротора двигателя, на наш взгляд, ограничено. Оторвавшиеся проволочки могут попасть в подшипник и вывести его из строя. Попадание масла на щетку вызовет его коксование, что блокирует подвижность щетки.

Проведенные нами теоретические и экспериментальные исследования вышеперечисленных уплотнений позволили выявить области их использования и показали невозможность решения проблемы герметичности опор роторов в целом только с помощью этих уплотнений. То есть, их возможности не перекрывают всего спектра потребностей.

Постоянно повышающиеся требования к надежности, герметичности и весу уплотнений вызывают интерес к торцовым уплотнениям с газовой или жидкостной смазкой, или торцовым бесконтактным уплотнениям оо - ЪС,

Рис.1.3. Щеточные уплотнения: 1 - щетка; 2 ~ трубка; 3 - стержень-4 - вал; 5 - корпус; 6 - проходное сечение

ГУк1 с-М'Па ^

У0°

0,6 Р2/Р,

Рис.1.4. Сравнение расходных характеристик различных типов уплотнений; 1 - лабиринтное уплотнение; 2 - щеточное уплотнение; 3 -радиально-торцовое контактное уплотнение; 4 - радиально-торцовое уплотнение; 5 - торцовое бесконтактное уплотнение

ТбКУ). Правильно спроектированное такое уплотнение должно работать без изнашиваемости пары трения с меньшей утечкой, чем радиаль-но-торцовое уплотнение. На рис. 1.4 приведено сравнение величин утечек различных расходных уплотнений ГТД /11,13,14/. В ряде случаев торцовые бесконтактные уплотнения имеют меньшие утечки, чем ТКУ /15/. В особенности при очень высоких скоростях вращения роторов таким уплотнениям не имеется альтернативы /1/.

Первые попытки применения торцовых уплотнений с газовой смазкой в авиационных двигателях относятся к 60-м годам /16/. Однако возникли значительные трудности при их практическом воплощении. Многочисленные попытки исследователей расширить область применения таких уплотнений по частотам вращения роторов, давлению и температуре рабочих сред лишь способствовали утверждению мнения о том, что существующие конструкции уплотнений и методы их расчета несовершенны. Гарантированная газовая пленка в зазоре торцового уплотнения создавалась с помощью газостатических и газодинамических камер. Для уменьшения температурных и силовых деформаций конструкция создаваемых уплотнений существенно усложнялась. Пример одного из таких уплотнений приведен на рис. 1.5, которое описано в разд. 1.1. С целью снижения негативного влияния деформаций уплотнительных поверхностей на работоспособность уплотнений рабочие зазоры находились в диапазоне 20.30 мкм /7,15,17-19/, что приводило к повышенным утечкам. Все это практически сводило на нет преимущества таких уплотнений.

С развитием магнитных подшипников для компрессорных установок вновь возрос интерес к торцовым уплотнениям с газовой смазкой. Успешная их комбинация позволяет эксплуатацию компрессоров без использования масла /20,21/. В уплотнительной технике между тем был накоплен значительный опыт в работе с новыми материалами и техноло

Рис.1.5. Уплотнение перспективного малоразмерного ГТД гиями. Это создало предпосылки для успешного применения торцовых уплотнений с газовой смазкой и в газотурбинных двигателях.

Характерными особенностями торцовых уплотнений для турбомашин ДЛА является экстремальность нагрузок (высокие значения перепадов давлений, температур и скоростей скольжения; динамические нагрузки) и многорежимность (циклическое изменение этих нагрузок во время работы двигателя). Это приводит к возникновению деформаций уплотни-тельных поверхностей, величины которых изменяются при переходе от одного режима работы двигателя к другому. Поэтому одной из основных проблем является создание конструкций уплотнений, которые, с одной стороны, имели бы небольшие деформации уплотнительных колец за счет применения перспективных материалов и различных конструктивных мероприятий и, с другой стороны, были бы работоспособны при наличии значительных искажений уплотнительных поверхностей на всех режимах работы двигателя /4,5,11,14,22/. Уплотнения также должны сохранять высокую работоспособность при вибрации ротора. Для решения этих проблем необходимо исследовать протекающие в торцовых бесконтактных уплотнениях процессы при работе их в составе турбомашины, разработать более совершенные методики расчета и методологию проектирования, а также перспективные конструкции уплотнений. Эти вопросы в настоящее время изучены недостаточно. Они являются актуальными и для других отраслей машиностроения /23-27/.

Автор защищает следующие научные положения: 1. Расчетную модель ТбКУ и методы расчета различных типов уплотнений (гидро- и газостатических, газодинамических, гибридных), а также их элементов с учетом реальных формы зазора, свойств рабочего тела и условий эксплуатации.

2. Аналитические методики расчета гидродинамических характеристик тонкого смазочного слоя ТбКУ с различными видами профилирования пары трения, с учетом отклонений геометрической формы зазора от плоскопараллельной, шероховатости уплотнительных поверхностей, конвективных сил инерции, звукового истечения газа, разрыва смазочного слоя и двухфазного течения в зазоре уплотнения, характеризующемся конусностью и волнистостью.

3. Принципы и пути снижения величин деформаций и их влияния на характеристики ТбКУ. Закономерности влияния деформаций на характеристики ТбКУ. Новые перспективные конструкции торцовых уплотнений (с эластичной поверхностью и щеточные), работоспособные при значительных деформациях, и методики расчета их характеристик.

4. Динамическую модель ТбКУ с учетом сложного динамического нагружения (совместные осевые, угловые и изгибные колебания уплот-нительных колец). Закономерности влияния конструктивных параметров ТбКУ на динамические характеристики и устойчивость. Результаты исследований динамики ТбКУ с учетом реальной формы зазора, профилирования и упругости уплотнительных поверхностей, особенностей течения рабочего тела через уплотнительную щель, характеристик вторичных уплотнений.

5. Принципы и пути обеспечения многорежимных ТбКУ. Закономерности влияния многорежимности работы ДЛА на характеристики ТбКУ.

6. Методы оценки ресурса торцовых уплотнений по засоряемости фильтрующих и дросселирующих элементов, а также с учетом изменения величин деформаций уплотнительных колец и реальной картины изнашивания уплотнительных поверхностей на некоторых режимах работы многорежимной турбомашины.

7. Методы оценки динамического состояния торцовых уплотнений

ТбКУ и ТКУ) и характер их влияния на динамику системы "ротор-опоры- уплотнения".

8. Методологию проектирования ТбКУ, учитывающую особенности работы уплотнений современных турбомашин. Принципы проектирования высокоэффективных и надежных ТбКУ. Обобщенный алгоритм проектирования ТбКУ и рекомендации по выбору параметров различных типов ТбКУ, разработанные на основе их выявленных свойств. Рекомендации по пользованию упрощенными и уточненными методиками определения характеристик ТбКУ.

Диссертация выполнена на кафедре "Конструкция и проектирование двигателей летательных аппаратов" Самарского государственного аэрокосмического университета им. акад. С.П.Королева.

Автор выражает искреннюю благодарность научному руководителю заслуженному деятелю науки и техники Российской Федерации, академику Международной инженерной академии, д.т.н., проф. Д.Е.Чегодаеву за внимание и полезные советы, высказанные на всех стадиях выполнения работы. Также автор выражает благодарность заслуженному деятелю науки и техники Российской Федерации, д.т.н., проф. А.И.Белоусову, к.т.н., доц. В.А.Зрелову и к.т.н., доц. Д.К.Новикову за рекомендации по выполнению отдельных этапов исследования.

Заключение диссертации по теме «Тепловые, электроракетные двигатели и энергоустановки летательных аппаратов», Фалалеев, Сергей Викторинович

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В результате проведения комплекса теоретических и экспериментальных исследований решена важная научно-техническая задача - созданы методология проектирования и методы расчета различных типов торцовых бесконтактных уплотнений и их элементов с учетом реальных условий эксплуатации. Полученные результаты исследований расширяют представления о протекающих в ТбКУ процессах. Выявленные особенности работы торцовых уплотнений в турбомашинах и разработанные рекомендации по их проектированию создают предпосылки для успешного применения ТбКУ в качестве уплотнений опор роторов ГТД, концевых и устанавливаемых по буртам крыльчаток центробежных насосов ТНА. Подводя итоги проделанной работы, можно сделать следующие выводы.

1. К герметичности и надежности уплотнений роторов турбомашин предъявляются высокие требования. ТбКУ являются перспективным типом уплотнений для турбомашин и позволяют решить многие проблемы при условии, что выбор их геометрии и подбор материалов обеспечат гарантированную пленку смазки толщиной несколько микрометров. Для жидкостных уплотнений является наиболее целесообразным использование гидродинамических эффектов, обеспечивающих величину рабочего зазора на уровне 1 мкм, а для газовых - газостатических и газодинамических эффектов, обеспечивающих зазор величиной в несколько мкм.

2. Наиболее важным элементом ТбКУ является смазочный слой. В результате проведенных исследований получены гидродинамические характеристики смазочного слоя с учетом отклонений геометрической формы зазора от плоскопараллельной (в виде конусности и волнистости) , шероховатости уплотнительных поверхностей и конвективных сил инерции. Для газа учитывается возможность истечения со скоростью звука, для жидкости - возможность кавитации, а также двухфазного течения в зазоре уплотнения, характеризующемуся конусностью и волнистостью. Определяются динамическая жесткость и демпфирование смазочного слоя при осевых и угловых взаимных перемещениях уплотнитель ных поверхностей, необходимые для динамического анализа уплотнения. Рассмотрены различные виды профилированной пары трения и созданы методики их расчета с учетом конусности зазора. Исследованы дросселирующие и фильтрующие элементы, их гидродинамические и надежностные характеристики. Проанализированы характеристики материалов для пар трения, а также трибологические и упругодемпфирующие характеристики различных вторичных уплотнений, необходимые при проектировании ТбКУ. Это позволило создать базу знаний, включающую в себя различные виды ТбКУ, их элементы и характеристики. Использование данной базы знаний позволяет проводить комплексное исследование ТбКУ, повысить достоверность получаемых расчетных результатов.

3. Проанализированы причины возникновения деформаций и исследовано их влияние на характеристики уплотнений, что позволило сформулировать принципы и разработать пути снижения величин деформаций и их влияния на характеристики ТбКУ. Результаты исследования влияния деформаций уплотнительных поверхностей на работоспособность уплотнений показали, что диапазон возможных искажений зазора невелик. Поэтому для случая значительных деформаций торца ротора в порядке создания научно-технического задела предлагаются торцовое уплотнение с эластичной поверхностью и торцовое щеточное уплотнение. Предлагаемые методы их расчета позволяют создать высокоэффективные уплотнения для многорежимных турбомашин.

4. На практике зазор всегда нестационарный. Поэтому при проектировании ТбКУ наряду со статическими характеристиками необходимо рассматривать и их динамические характеристики. Для исследования протекающих в уплотнениях динамических процессов необходимо совместно рассматривать осевые, угловые и изгибные колебания уплотни-тельных колец. Разработана динамическая модель ТбКУ. В процессе исследований, в частности, выявлено, что податливость рабочей поверхности уплотнения уменьшает демпфирование в системе, а сдавливание газа в щели уплотнения - повышает. Показано, что при оптимизации параметров ТбКУ можно обеспечить устойчивую его работу с допустимой амплитудой вибрации на резонансе. Разработана модель высоко-перепадного ТбКУ, учитывающая динамические процессы в щели уплотнения и сложное динамическое нагружение. Показано, что при определенном соотношении изгибной жесткости кольца и жесткости рабочего слоя можно обеспечить надежную работу ТбКУ с приемлемыми амплитудами осевых и изгибных колебаний. Проведение исследований динамики уплотнений с учетом реальной формы зазора, профилирования и упругости уплотнительных поверхностей, особенностей течения рабочего тела через уплотнительную щель, характеристик вторичных уплотнений позволяет более обоснованно выбирать параметры торцовых уплотнений.

5. Исследование влияния многорежимности турбомашин на работу различных видов ТбКУ позволило выявить области их наиболее благоприятного применения. В частности, торцовое уплотнение с эластичной поверхностью работает без контакта даже при незначительных перепадах давления и частоте вращения ротора, но раскрывается значительно раньше, чем в сравнении с торцовым уплотнением со спиральными канавками. Во многих практических случаях наиболее эффективным является применение гибридных уплотнений. Предложен метод прогнозирования ресурса многорежимного торцового уплотнения. При расчете ресурса торцовых уплотнений необходимо учитывать засоряемость фильтров и дросселей, а также реальную картину изнашиваемости уплотнительных поверхностей. Использование сформулированных в порядке обобщения полученных результатов принципов и разработанных конструктивных путей обеспечения многорежимности уплотнений, признанных изобретениями, позволяет спроектировать ТбКУ с гарантированным зазором в широком диапазоне перепадов давлений и частот вращения ротора.

6. Параметры уплотнений следует выбирать с учетом особенностей и характеристик турбомашины, для которой они предназначены. Основным источником вибрации является ротор. Он оказывает существенное влияние на работу торцового уплотнения, но и уплотнение способно оказывать влияние на динамику ротора. При этом необходимо рассматривать сложную гидромеханическую систему, состоящую из ротора на упругодемпферных опорах и упруго подвешенного кольца, связанных между собой гидродинамическими силами в торцовом зазоре. В результате исследований получено, что за счет уплотнения можно значительно снизить амплитуды поперечных колебаний и увеличить первую резонансную частоту ротора. При рассмотрении торцового уплотнения в составе системы было получено условие динамического раскрытия торцового контактного уплотнения. Оно может раскрыться при определенном соотношении контактной силы, жесткости упругого элемента, массы уплотнительного кольца, силы трения во вторичном уплотнении, амплитуды колебаний и частоты вращения ротора.

7. Проведенные экспериментальные исследования, а также сравнение с результатами других авторов подтвердило достоверность разработанных методик расчета ТбКУ, а также позволило выявить новые эффекты и глубже понять механизм функционирования таких уплотнений.

8. Сформулированные принципы проектирования высоконадежных торцовых бесконтактных уплотнений и созданная база знаний позволила разработать методологию проектирования таких уплотнений, учитывающих особенности их работы в современных турбомашинах: деформации, многорежимность, динамику. Созданная библиотека моделей и методик проектирования различных видов ТбКУ, рекомендации по их использованию служат основой для разработки САПР ТбКУ. Имеющийся опыт проектирования и использования торцовых бесконтактных уплотнений подтвердил эффективность и достоверность используемых методик проектирования .

9. Результаты исследований нашли практическое применение на различных предприятиях аэрокосмической отрасли и в учебном процессе Самарского государственного аэрокосмического университета. Методики проектирования высокоперепадных и концевых ТбКУ внедрены в КБХА (г.Воронеж) и КБЭМ (г.Химки). В одном из изделий КБХА используется конструкция концевого уплотнительного узла, признанного изобретением. В КБЭМ внедрена подсистема САПР ТГСУ. В ИЯЭ Белорусской АН внедрены методики расчета динамических характеристик ТГСУ. Методики проектирования и экспериментального исследования ТбКУ, модуль САПР по расчету и рекомендации по выбору параметров многорежимных ТбКУ и РТКУ внедрены в АО "Двигатели НК" (г.Самара). В Тольяттинском АО "СИНТЕЗКАУЧУК" в составе насосов НК-200/370 используются торцовые уплотнения с микроканавками. Для использования на нагнетателях природного газа 370-18-1 на предприятии "САМАРАТРАНСГАЗ" создано и прошло опытную проверку "сухое" торцовое газодинамическое уплотнение. В конструкторской практике фирмы "РЕОООР ВШЗМАШ" (ФРГ) используются расчетные программы на ЭВМ, созданные на базе разработанных в диссертации методик в следующих областях: гидродинамические процессы в щели торцового уплотнения; динамический анализ ТбКУ и ТКУ; расчет дросселей и радиально-торцовых уплотнений.

Список литературы диссертационного исследования доктор технических наук Фалалеев, Сергей Викторинович, 1996 год

1. Fellow W.K., Ludwig L.P. Energy conservation through sealing technology // Lubric. Eng. -1978. -V.34, Ш 11. -P.618-624.

2. Белоусов A.M., Зрелов В.А. Конструкция и проектирование уплотнений вращающихся валов турбомашин двигателей летательных аппаратов: Учебное пособие/ Куйбыш. авиац. ин-т.-Куйбышев, 1989. -108с.

3. Современные конструкции уплотнений и перспективные требования к уплотнениям и подшипникам вала ГТД // Э.И.: Поршневые и газотурбинные двигатели. 1976. -Мб.- С.24-29.

4. Ludwig L.P. Self-acting shaft seals: NASA TM-73856. -1978. -36p.

5. Daniels C.M. Development of flightweight static face seals for 75,84 MPa pressure and cryogenic temperatures // Lubric. Eng. -1978. -V.34, Ш 10. -P.552-562.

6. Shapiro W., Walowit I.,Jones F. Analysis of spiralgroove face seals for liquid oxyden // ASLE Trans. 1984. -V.27, № 3. -P.177-188.

7. O'Brien M. Development of spiral droove self-acting face seals: NASA CR-135303. Cleveland, Ohio (USA), 1977. - 133p.

8. Опыт фирмы Роллс-Ройс по поддержанию уровня характеристик двигателя RB-211 в эксплуатации // Новое в зарубежном авиадвигате-лестроении. -1978. -№ 4. -С.6-8.

9. Zeman A. Ablagerungen in Flugtriebwerken // Tribol. u. Schmiertechn. (Germany) 1990. -V.37, N12. - S.96-104.

10. Brown P.F. Seal systems: Design and application considerations- aircraft propulsion ehgine applications / ASLE Lubrication Courses, 2, Fluid Sealing, Session X. Houston,1. Tex.(USA), 1972.

11. Produkte fuer die Luft- und Raumfahrt: Firmenschrift der EG & G Sealol. Kelkheim, 1988.

12. Oike M., Nosaka M., Watanabe Y., Kikuchi M., Kamijo K. Experimental Study on High-Pressure Gas Seals for a Liquid Oxyden Turbopump //STLE Trans. 1987. -V.31, № 1. -P.91-97.

13. Weiler W. et al. Wellendichtungen fuer Gasturbinen: Bericht MTUM/B90 EKF 0002. BMFT, 1990.

14. Mueller H.K., Falalejew S.W. Gasgeschmierte Gleitringdichtung als Lagerabdichtung fuer Flugtriebwerke// Konstruktion (Germany). 1991. №43. - S.31-35.

15. Ludwig L.P., Johnson R.L. Sealing technology for aircraft gas turbine engines / AIAA, Pap. № 1188. Cleveland, Ohio (USA), 1974. -P.1-11.

16. Johnson R.L., Ludwig L.P. Shaft face seal with self-acting lift augmentation for advanced gas turbine engines / Proc. 4th Int. Conf. on Fluid Sealing. BHRA, Philadelphia, Pa. 1969.

17. McKibbin A.H., Parks A.I. Aircraft gas turbine mainshaft face seals problems and promises / Proc. 4th Int. Conf. on Fluid Sealing. - BHRA, Philadelphia, Pa.1969.

18. Ludwig L.P., Greiner H.F. Design considerations in mechanical face seals for improved performance 1; Basis configurations: NASA TM-73735. Cleveland, Ohio (USA) 1977. -20p.

19. Berklie I.W., Cheng H.S., Ludwig L., Townsend D., Welcook D.F. Configurations for gasturbine compressor and seals // Lubric. Eng. -1969. -V.25,№ 4. -P. 169-175.

20. Schoepplein W., Zeus D. Hochbelastete Gleitringdichtungen, oel- und gasgeschmiert. fuer Turboverdichter / VDI-Ber., № 706.- Duesseldorf: VDI-Verlag, 1988. S.129-153.1.

21. Гольвсвейн Я. Сухие уплотнения фирмы "John Crane" / Уплотнения и вибрационная надежность центробежных машин: Труды VI науч-но-техн. конф. Сумы, 1991. - С.295-313.

22. Белоусов А.И., Фал ал еев C.B. Развитие методов расчета торцовых уплотнений с газовой смазкой/ Уплотнения и вибрационная надежность центробежных машин: Труды VI научно-техн. конф. Сумы,ф 1991. С.7-13.

23. Марцинковский В.А. Бесконтактные уплотнения роторных машин. -М.: Машиностроение, 1980. -200с.

24. Уплотнения и уплотнительная техника: Справочник/ Под общей ред. Голубева А.И. и Кондакова Л.А. М.: Машиностроение,1986. -464с.

25. Герметичность и вибронадежность насосов и компрессоров: Труды VII научно-техн. конф. -Сумы, 1993. -255с.

26. Mueller H.K. Abdichtung bewegter Maschinenteile. -Waiblingen (Germany), 1990. -256s.

27. Lebeck A.O. Principles and Design of Mechanical Face Seals. -New York, 1991. -764p.

28. Уилкок, Бьеркли, Ченг. Расчет малозазорных уплотнений с плавающими башмаками для компрессоров сверхзвуковых реактивных двигателей // Проблемы трения и смазки. -1968. -Т.90, M 2. -С.231-245.

29. Ченг, Чоу, Уилкок. Поведение гидростатических и гидродинамических бесконтактных торцовых уплотнений // Проблемы трения и смазки. -1968. -Т.90, № 2. -С.246-259.

30. Sharipo W., Colsher R. Steady-State and Dynamic Analysis of a Jet Engine, GasLubricated Shaft Seal // ASLE Trans. -1974. -V.17, té 3. -P.190-200.Ш

31. Ченг, Чоу, Кастелли. Рабочие характеристики высокоскоростных бесконтактных газовых уплотнений, профилированных спиральными канавками и скрытой ступенью Рэлея // Проблемы трения и смазки. -1969. -Т.91, № 1. -С.67-76.

32. Кислик. Применение гелиевого торцового уплотнения в насосах жидкого кислорода // Проблемы трения и смазки. -1969. -Т.91, № 4. -С.75-81.

33. Allen С.P. Self-acting geometry for noncontakt seals // Lubric. Eng. -1983. -V.39, № 5. -P.300-305.

34. Исследование и доводка торцовых уплотнений жидкого кислорода ТНА / Громыко Б.М., Даньков O.K., Матвеев Е.М. и др. // Уплотнения и вибрационная надежность центробежных машин: Сб. трудов VI на-учно-техн. конф. -Сумы, 1991. -С.56-60.

35. Фурманов Б.А. Устойчивость и вынужденные колебания гидростатических торцовых уплотнений // Исследование, расчет и конструирование гидромашин: Сб. трудов ВНИИГидромаш. -М., 1979. -С.21-32.

36. Диссоциирующие газы как теплоносители и рабочие тела АЭС: Сб. научных трудов. -Минск: ИЯЭ АН БССР. -1982. -4.1. -200с.

37. Емцев Б.Т., Смоляк А.И., Пятигорская Е.И. К расчету нестационарного режима работы торцового уплотнения гидростатического типа // Труды МЭИ. -М., 1974. -Вып.203. -С.113-118.

38. Исследование торцовых уплотнений гидростатического типа

39. ВЦП. -Ш Б-11037. -М., 1979. -Пер. ст. Кога Т., Накаяма С. из журн."Дзюнкацу". -1975. -Т.20, №9. -С.624-629.

40. Дорохин В.П., Мельников В.Д., Левинский К.В. Экспериментальное исследование динамики торцовых уплотнений высокооборотных холодильных компрессоров // Холодильная техника и технология: Респ. межвед. научно-техн. сб. -1977. -Вып.25. -С.8-11.

41. Белоусов А.И., Зрелов В.А., Фалалеев C.B. Исследование динамических характеристик и устойчивости высокоперепадных торцовых газостатических уплотнений /Куйб. авиац. ин-т. -Куйбышев, 1983. -51с. -Деп. в ВИНИТИ 24.06.83, N1 3432.

42. Вин, Торкильдсен, Уилкок. Конструкция одноэлементных концевых уплотнений компрессоров реактивных двигателей // Проблемы трения и смазки. -1968. -Т.90, № 4. -С.49-61.

43. Башта Т.М., Швецков А.Н. Торцовое уплотнение вращающихся валов гидромашин с эластичным герметизирующим элементом // Вестник машиностроения -М., 1976. 10. -С.51-55.

44. Белоусов А.И., Фалалеев C.B. Торцовое газостатическое уплотнение с эластичной рабочей поверхностью // Трение и износ. -1989. -Т. 10, № 3. -С.428-433.

45. Zuk I. Analytical study of pressure balancing in gas film seals // ASLE Trans. -1974. -V.17, № 2. -P.97-101.

46. Белоусов А.И., Зрелов В.А., Фалалеев C.B., Харламов P.B. Результаты экспериментальных исследований ТГСУ // Тез. докл. III Всесоюзн. научно-техн. совещ. по уплотн. технике. -Сумы, 1982. -С.64-65.

47. Zuk I. Analysis of Face Deformation Effects on Gas Film Seal Performance // ASLE Trans. -1973. -V.16, № 4. -P.267-275.

48. Sedy I. Improved Performance of Film-Riding Gas Seals

49. Through Enhancement of Hydrodynamic Effects // ASLE Trans. -1980. -V.23, W 1. -P.35-44.

50. Трунов A.H. Метод расчета газостатических уплотнений турбо-машин с деформируемыми кольцами // Труды НКИ. -Николаев, 1980. № 168. -С.33-42.

51. Burgmann-Lexicon: ABC der Gleitringdichtung. -Fa. Feodor BURGMANN GmbH (Germany),1988. -341s.

52. DE 2320681. Gleitringdichtung / Gardner. -15.12.77.

53. Эскин И.Д. Конструкция демпферов и контактных уплотнений опор роторов авиационных ГТД: Учебн. пособие /Куйб. авиац. ин-т. -Куйбышев, 1984. -47с.

54. Фалалеев С.В. Методика расчета характеристик радиально-торцовых контактных уплотнений с камерами Рэлея при наличии конусного зазора /Куйб. авиац. ин-т. -Куйбышев, 1985. -15с. -Деп. в ВИНИТИ 19.08.85, № 6110.

55. Уплотнение "ЗАСЛОН" /Рекламный материал Пермского АО "АВИАДВИГАТЕЛЬ". -М.: Авиаэкспорт,1990.

56. Мальер, Нельсон, Бакмен. Испытания уплотнений с изнашиваемыми кольцами для быстроходных турбонасосов высокого давления // Проблемы трения и смазки. -1969. -Т.91, № 3. -С.77-91.

57. Алгоритм проектирования торцового гидростатического уплотнения центробежного насоса / Белоусов А.И., Зрелов В.А., Фалалеев С.В., Иванов А.И., Шадрина К.К. // Авиац. пром. -М., 1984. 4. -С.37-38.

58. Beichel R. The dual-expander rocket engine-key to economical space transportation // Astranaut. and aeronaut. -1977. -V.15, № 11. -P.44-51.

59. Белоусов А.И., Фалалеев С.В. Обеспечение многорежимноститорцовых бесконтактных уплотнений // Авиац. пром. -М., 1989. 12. -С.26-28.

60. Liquid rocket engine turbopump rotating-shaft seals: NASA -SP 8121. -1978. -160p.

61. Белоусов A.M., Зрелов В.А., Фалалеев С.В., Харламов Р.В. Исследование торцовых уплотнений с камерами Рэлея / Уплотнения и вибрационная надежность центробежных машин: Труды VI научно-техн.fir конф. Сумы, 1991. - С. 14-19.

62. BurchamR.E., Boyton I.L. Small high-speed self-acting shaft seals for liquid rocket engines: NASA CR-135167. -July 1977. -215p.

63. Mueller H.K., Waidner P. Niederdruck-Gleitringdichtungen-Vorgaenge im Dichtspalt // Konstruktion (Germany). 1988. -N? 40. -S.67-72.

64. Mueller H.K. Face Seals: Hydrostatic and Hydrodvnamic // ASLE- Education Course "Fluid Film Sealing". Houston, Texas (USA), May 1972.

65. Плавающие уплотнения валов высокооборотных центробежных компрессорных машин /Максимов В.А. и др. Обзорная информация. Серия ХМ-5. -М.: ЦИНТИхимнефтемаш, 1977. -52с.

66. Коднир Д.С. Контактная гидродинамика смазки деталей машин. -М.: Машиностроение, 1976. -384с.

67. Гаврик И.П., Кревсун Э.П., Нагула П.К., Лукашевич А.В. Квопросу о несущей способности обыкновенной пары трения торцового уплотнения // Диссоциирующие газы как теплоносители и рабочие тела АЭС: Сб. науч. тр. -Минск: ИЯЭ АН БССР. -1982. -4.1. -С.91-99.

68. Batch В.A., Iny Е.Н. Pressure Generation in Radial-Face Seals /2nd ICFS. BHRA, 1964. -P.F4-45-F4-59.

69. Young L.A., Lebeck A.O. The Design and Testing of a Wa-vy-Tilt- Dam Mechanical Face Seal// STLE Lub. Eng. 1989. -V.45,№5. -P.322-329.

70. Peeken H., Dedeken R. Thermo-Elastohydrodynamische Unter-suchungen von axialen Gleitringdichtungen aus Keramik / Tribologie, Reibung, Verschleiss, Schmiering (Germany). -1985. -V.10. -S.390.

71. A.c. 932043 СССР. Торцовое уплотнение/ Белоусов А.И., Чего-даев Д.Е., Зрелов В.А., Фалалеев С.В. -Опубл. 1982, Бюл. № 20.

72. DE 2928504. Dichtungsanordnung fuer Pumpenwellen u. dgl./ Pacific Wietz GmbH+Co KG. 14.07.1979.

73. Майер Э. Торцовые уплотнения: Пер. с нем. -М.: Машиностроение, 1978. -288с.

74. Максимов В.А. Расчет торцовых уплотнений термоупругогидро-динамического действия /Пути повышения надежности и унификации уплотнений роторов центробежных насосов и компрессоров: Тез. докл. Всесоюзн. научно-техн. совещ. -Сумы, 1979. -С.14.

75. Etsion I. A New Concept of Zero-Leakage Noncontacing Mechaiinical Face Seal// Trans. ASME J. of Lub.Tech. -1983. 83-Lub-17. -P.1-6.

76. US.Pat. 4421321. Hydrodynamic Noncontacting Seal for Rotary Maschines/ Lipschitz A. 1983.

77. EP 0037210 Al. High Pressure Upstream Pumping Seal Combination/ Crane Packing Company (Sedy E.). 1980.

78. А. с. 1413286 СССР. Уплотнение насоса/ Белоусов А.И., Фала-леев C.B., Самсонов В.Н. -Опубл. 1988, Бюл. №28.

79. Mueller H.К., Mueller G. RF-Dichtung: Gleitringdichtung' mit Rueckfoerderwirkung// Antriebstechnik. -1992. -H.3, M31. -S.99-101.

80. Белоусов А.И. Результаты разработки и исследований гидродинамических средств демпфирования // Тез. докл. IX Всесоюзн. научно- техн. конф. по конструкционной прочности двигателей. -Куйбышев, 1983. -С.20-21.

81. Белоусов А.И., Зрелов В.А. Исследование торцового уплотнения с гидростатической разгрузкой // Вибрационная прочность и надежность двигателей и систем летательных аппаратов: Сб. науч. тр. -Куйбышев,1977. -Вып.4. -С.66-74.

82. Мельник В.А., Голубев А.И., Волкова М.Е. О температурной деформации поля кольца торцового уплотнения // Исследование, расчет и конструирование гидромашин: Сб. научн. тр. -М.: ВНИИГидромаш, 1979. -С.32-39.

83. Кревсун Э.П. Об исследованиях процессов в жидкостных торцовых герметизаторах // Исследование гидростатических опор и уплотнений двигателей летательных аппаратов: Сб. научн. тр. -Харьков,1985. -С.14-21.

84. Усков М.К., Максимов В.А. Гидродинамическая теория смазки: этапы развития, современное состояние, перспективы. -М.: Наука, 1985. -143с.

85. Etsion I. Mechanical Face Seal Dynamics Update // The Shock and Vibration Digest. -1985. -V.17, №4. -P.9-14.

86. Green I., Etsion I. Pressure and Sgueeze Effects on the Dynamic Characteristics of Elastomer 0-rings Under Small Reciprocating Motion // Trans. ASME Jour, of Trib. -1986. -V.108, № 3. -P.439-445.

87. Green I., Etsion I. A Kinematic Model for Mechanical Seals with Antirotation Locks or Positive Drive Devices // Trans. ASME Jour, of Trib. -1986. -V.108, W 1. -P.42-45.

88. Lebek A.O. A Mixed Friction Hydrostatic Mechanical Face Seal Model with Thetmal Rotation and Wear // ASLE Trans. -1980. -V.23, № 4. -P.375-387.

89. Watson S., Nau B.S. Analysis of a novel rotary seal // 11 th. Int. Conf. on Fluid Sealing (Cannes, France). -BHRA, 1987.

90. Trutnovsky K., Komotori K. Beruehrungsfreie Dichtungen. -Duesseldorf: VDI-Verlag, 1981.

91. Zuk I. Compressible seal flow analysis using the finite element method with Galerkin solution technique // ASLE Trans. -1976. -V.19, № 1. -P.61-69.

92. Подшипники с газовой смазкой / Под редакцией Грэссема Н.С. и Пауэлла Д.У. -М.: Мир, 1966. -423с.

93. Пирвикс, Кастелли. Влияние инерции эластомера на характеристики подшипников с податливой поверхностью // Проблемы трения и смазки. -1973. 3. -С. 112-119.

94. Кастелли, Райтмар, Фуллер. Теоретическое и экспериментальное исследование гидростатического осесимметричного упорного подшипника с деформируемой поверхностью // Теоретические основы инженерных расчетов. -1967. -№ 4. -С.269.

95. Константинеску В.H. Газовая смазка. -М.: Машиностроение, 1968. -718с.

96. Уочмен, Мапаноски, Вор. Тепловые деформации упорных газодинамических подшипников со спиральными канавками // Проблемы трения и смазки. -1971. 1. -С.101-111.

97. Мапаноски, Пэн. Статические и динамические характеристики упорного подшипника со спиральными канавками // Теоретические основы инженерных расчетов. -1965. -Т.88, № 3. -С.13-26.

98. Muijderman Е.А. Spiral groove bearings. -Springer-Verlag, 1966.

99. Пинегин C.B., Емельянов A.B., Табачников Ю.Б. Газодинамические подпятники со спиральными канавками. -М.: Наука, 1977. -107с.

100. Чегодаев Д.Е., Проданов М.Е. Динамические характеристики газового слоя в кольцевом зазоре // Вибрационная прочность и надежность двигателей и систем летательных аппаратов: Сб. науч. тр. -Куйбышев, 1982. -Вып.9. -С.115-120.

101. Чегодаев Д.Е. Оптимизация демпфирующих свойств газостатических опор // Вибрационная прочность и надежность двигателей и систем летательных аппаратов: Сб. науч. тр. -Куйбышев,1977. -Вып.4. -С.105-109.

102. Шейнберг С.А., Жедь В.П., Шишеев М.Л. Опоры скольжения с газовой смазкой. -М.: Машиностроение, 1969. -320с.

103. Пинкус, Лунд. Центробежные эффекты в упорных подшипниках иуплотнениях при ламинарном режиме течения // Проблемы трения и смазки. -1981. 1. -С.121-132.

104. Разработка механических уплотнений с упругой деформацией / ВЦП № Г-43494. -М., 1982. -Перевод ст. Фукумора X. и др. из журн.: Нихон кикай Гаккайси. -1980. -Т. 23, № 740. -С.789-793.

105. Снек. Торцовое уплотнение с эксцентриситетом и тангенциально изменяющейся толщиной пленки // Проблемы трения и смазки. -1969. -Т.91,№ 4. -С.149-155.

106. Gabriel R. Fundamentals of spiral groove noncontacting face seals // Lubric. Eng. -1979. -V.35, N17. -P.367-375.

107. Фалалеев С.В. Оптимизация торцовых газостатических уплотнений многорежимных энергомашин // Тез. докл. IX Всесоюзн. научно- техн. конф. по конструкционной прочности двигателей. -Куйбышев, 1983. -С.158-159.

108. Whipple R. T.R. Herringbone Pattern Thrust Bearing // AERE. -1949. -T/M 29.

109. Болдырев Ю.Я., Григорьев Б.С., Лучин Г.А. О расчете "сухих" газовых торцевых уплотнений со спиральными канавками валов турбокомпрессорных машин // Компрессорная техника и пневматика. -Санкт-Петербург: АСКОМП, 1994. Вып.4-5. -С.59-62.

110. Ден Г.Н., Крицул С.И. Математическая модель бесканавочного участка сухого газового торцевого уплотнения со спиральными канавками // Компрессорная техника и пневматика. -Санкт-Петербург: АСКОМП, 1995. Вып.6-7. -С.28-33.

111. Dhagat S.K. Analysis of a ring-type seal by the finite element method // Wear. -1981. -V. 68. -P.359-369.

112. Mayer E. Performance of Rotating High Duty Nuclear Seals // Lubric. Eng. -1989. -V.45, Ш 5. -P.275-286.

113. Лихт, Андерсон, Дороф. Конструкция и характеристики податливых упорных подшипников с имеющими спиральные канавки мембранами на упругих опорах // Проблемы трения и смазки. -1981. 3. -С.58-63.

114. Лоу. Некоторые экспериментальные результаты для податливых подшипников с воздушной смазкой // Проблемы трения и смазки. -1974.4. -С.22-30.

115. Сойфер A.M., Коднир Д.С., Байбородов Ю.И. Эластичный подшипник скольжения на основе упругодемпфирующего материала MP в сочетании с фторопластом // Машиностроение: Изв. ВУЗов. -1966. 7.

116. Green I., Bair S. Dynamic Response to Axial Oscillation and Rotating1 Seat Runout in Contacting Mechanical Face Seals // STLE Preprint № 90-AM-7B-1. -1990. -8p.

117. Mori B.A., Iwamoto N., Mori H. Influence of the Gas-film Inertia Forces on the Squeeze Damping of an EEternally Pressurized, Gas-lubricated Thrust Collar Bearing with Multiple-holes Admission // Bull, of the ISME. -1979. -V. 22, № 173. P.1678-1684.

118. Zorowski C.F., Hill H.H. Post Mechanical Separation in Elastically Supported Rotary Face Seals // ASLE Trans. -1971. -V.14, Ш 1. -P.75-80.

119. Боффи. Исследование устойчивости газового упорного подшипника с внешним наддувом на податливой демпфированной опоре // Проблемы трения и смазки. -1978. -№ 3. -С.56-60.

120. Стифлер. Расчет жесткости и демпфирования кругового упорного подшипника с внутренней компенсацией и большим числом питающих отверстий // Проблемы трения и смазки. -1974. -№ 3. -С.27-35.

121. Белоусов А.И., Зрелов В.А., Фалалеев C.B. Выбор параметров торцового уплотнения для авиационного ГТД // Авиац. пром. -М., 1985. 9. -С.20-22.

122. Сергеев С.И. Демпфирование механических колебаний. -М.: Физматгиз,1959. -408с.

123. Trampler P.R. Desin of Film bearing //Macmillan New York. -1966. -P.103-106.

124. Кулува, Хосэк. Коэффициент расхода сверхзвукового сопла при малых числах Рейнольдса // Ракетная техника и космонавтика. 1971. - М9. - С.267-270.

125. Hoffeiner. Erprobung einer Spaltdichtung (Clearance Seal) fuer die Kleingasturbine GNT 1: Bericht MTUM-N90EV2-0042. EVBG, 1990. -27s.

126. Исследование течений в соплах Лаваля при низких числах Рейнольдса/ Левин В.Я., Нигодюк В.Е., Шустов С.А. и др.//Механика жидкости и газа. 1980. - Ш. -С.90-97.

127. Грискин E.H., Аспидов В.И., Плужник Ю.Ф. Герметичность торцовых уплотнений погружных двигателей электроцентробежных насосов / Уплотнения и вибрационная надежность центробежных машин: Труды VI научно-техн. конф. Сумы, 1991. - С.81-86.

128. Фалалеев C.B. Повышение надежности торцовых уплотнений//

129. Тез. докл. Российского симпозиума по трибологии. Самара,1993. -4.1. -С.68.

130. Патир, Ченг. Модель усредненного течения для определения влияния трехмерной шероховатости на частичную гидродинамическую смазку // Проблемы трения и смазки. -1978. 1. -С.10-15.

131. Уайт. Влияние шероховатости поверхностей на несущую спо-ф собность подшипников с очень тонкими пленками сжимаемой смазки //

132. Проблемы трения и смазки. -1980. 4. -С.35-42.

133. Чегодаев Д.Е., Фалалеев C.B. Динамические характеристики газового слоя торцового уплотнения с эластичной поверхностью // Трение и износ. -1985. -№ 5. -С.945-949.

134. Белоусов А.И., Зрелов В.А., Фалалеев C.B. Динамические характеристики торцовых гидростатических уплотнений двигателей летательных аппаратов. -Куйбышев: КуАИ, 1985. -28с.

135. Фалалеев C.B. Метод расчета характеристик торцового газостатического уплотнения с секторными камерами с учетом конусного зазора /Куйб. авиац. ин-т. -Куйбышев, 1985. -15с. -Деп. в ВИНИТИ 19.08.85, № 6109.

136. Белоусов А.И., Зрелов В.А., Фалалеев C.B. Экспериментальное исследование торцовых газостатических уплотнений с конусным зазором // Вибрационная прочность и надежность двигателей и системлетательных аппаратов: Сб. науч. тр. -Куйбышев, 1984. -С.8-13.

137. Фалалеев C.B., Жижкин A.M. Методика гидравлического и Tens'лового расчета щеточных уплотнений из волокнистых пористых материалов /СГАУ -Самара, 1995. -22с. -Деп. в ВИНИТИ 12.05.95, № 1333 В95.

138. Жужиков В.А. Фильтрование: Теория и практика разделения суспензий. -М.: Химия, 1980. -400с.

139. Фалалеев С.В., Жижкин А.М. Исследование влияния фильтрующих и дросселирующих элементов на работоспособность торцовых уплотнений/ Актуальные проблемы трибологии: Тез. докл. 2 Российского симпозиума по трибологии. Самара,1994. - 4.1. -С.40-41.

140. Паровай Ф.В., Борисов В.А. Использование уплотнений с упругими элементами из МР в радиальных и торцовых контактных уплотнениях/ Герметичность и вибронадежность насосов и компрессоров: Труды VII научно-техн. конф. Сумы, 1993. - С.206-211.

141. Mueller H.K. Beitrag zur Berechnung und Konstruktion von Hochdruckdichtungen an schneilaufenden Wellen: Bericht Nr.l /Inst, fuer Maschinenelemente, Universitaet Stuttgart. 1968/69. -70s.

142. Waidner P. Vorgaenge im Dichtspalt wasserabdichtender Gle-itringdichtungen: Bericht Nr. 26 / Inst, fuer Maschinenelemente, Universitaet Stuttgart. 1987. -102s.

143. Mueller G.S. Das Abdichtverchalten von Gleitringdichtungen aus Siliziumkarbid: Bericht Nr. 48 / Inst, fuer Maschinenelemente, Universitaet Stuttgart. 1993. -107s.

144. Фалалеев C.B. Статические характеристики торцового газостатического уплотнения с зазором сложной формы/Куйб. авиац.ин-т. -Куйбышев, 1987. -9с. Деп. в ВИНИТИ 8.06.87, №4084-В87.

145. Зрелов В.А., Фалалеев С.В. Исследование характеристик торцового газостатического уплотнения с эластичной поверхностью // Вибрационная прочность и надежность двигателей и систем летательных аппаратов: Сб. науч. тр. -Куйбышев, 1985. -С.25-31.

146. Белоусов А.И., Зрелов В.А., Фалалеев C.B. Экспериментальное исследование эластичных торцовых газостатических уплотнений // Вибрационная прочность и надежность двигателей и систем летательных аппаратов: Сб. науч. тр. -Куйбышев, 1987. -С.3-8.

147. Материалы конференции по ГТД и авиационным двигателям. Дж. Фергюссен, руководитель проекта технологии уплотнений фирмы Роллс-Ройс, Бристоль (Англия). -Амстердам (Голландия), 6-8 июня 1988 г.

148. A.c. 1665136 СССР. Щеточное уплотнение / Белоусов А.И., Зрелов, В.А., Фалалеев C.B. Опубл. 1991, Бюл. №27.

149. A.c. 1751925 СССР. Центробежный насос / Белоусов А.И., Зрелов, В.А., Фалалеев C.B., Балякин В.Б. Опубл. 1992, Бюл. №28.

150. Тройников A.A., Пичугин А.Д. Вопросы технологии изготовления упругодемпфирующих элементов из материала МР //Вибрационная прочность и надежность двигателей и систем летательных аппаратов: Сб. науч. тр. -Куйбышев, 1981.- С.101-112.

151. Белоусов А.И., Зрелов В.А., Попов А.И. Конструкция и технология щеточных уплотнений / Уплотнения и вибрационная надежность центробежных машин: Труды VI научно-техн. конф. Сумы, 1991.-С.20-23.

152. Трение, изнашивание и смазка. Справочник. В 2-х кн./ Под ред. И.В.Крагельского, В.В.Алисина. М.: Машиностроение, 1978, кн. 1. -400с, кн. 2. -358с.

153. Газовые турбины 4.1. Термодинамические процессы и теплооб-мен в конструкциях/ Шнеэ Я.И., Капинос В.М., Котляр И.В. Киев: Вища школа, 1976. - 296с.

154. Основы теории и расчета жидкостных ракетных двигателей: Учебник /Васильев А.П., Кудрявцев В.М., Кузнецов В.А. и др.; Под ред. В.М. Кудрявцева -3-е изд. Высш. школа, 1983. -703 с.

155. Микулин Е.И., Шевиг Ю.А. Матричные теплообменные аппараты.

156. Щ М.: Машиностроение, 1983. -111с.

157. Горелов Г.М., Резник В.Е., Цибизов В.И. Экспериментальное исследование расходных характеристик щеточного употнения и сравнение с лабиринтным употнением // Изв. Вузов. Авиационная техника, 1988.- N4.-С.43-46.

158. Жижкин A.M., Лазуткин Г.В. Создание модели и исследование эффективной теплопроводности упругопористого материала МР/ СГАУ. -Самара, 1994. -38с. Деп. ВИНИТИ 12.04.94, N1784-B-94.in

159. A.c. 1093849 СССР. Торцовое уплотнение с регулируемым зазором / Белоусов А.И., Зрелов, В.А., Фалалеев С.В. Бросайло A.M. -Опубл. 1984, Бюл. №19.

160. A.c. 1668790 СССР. Торцовое гидростатическое уплотнение с регулируемым зазором / Белоусов А.И., Фалалеев С.В. Опубл. 1991, Бюл. №29.

161. Magnus К. Schwingungen Teubner Studienbuecher, Mechanik.к- Stuttgart: В.G.Teubner (Germany), 1976. -251s.

162. Constantinescu V.N., Galetuse S. On the dynamic stability of the spiral-grooved gas-lubricated thrust bearing //Trans. ASME, J. Tribol. -1987. -V.109, № 1. -P.183-188.

163. Зрелов В.А., Фалалеев C.B., Рудман Л.М. Оптимизация виброзащитных характеристик ТГСУ / Уплотнения и уплотнительная техника:

164. Тез. докл. IV Всесоюзн. совещ. Сумы, 1985. - С.55-56.

165. Фельбаум A.A., Бутковский А.Г. Методы теории автоматического управления. -М.: Наука, 1971. -744с.

166. Salant R.F., Blaslalg D.A. Dynamic Behavior of Two-Phase Mechanical Seals //Tribology Trans. 1991. -V.34, № 1. -P.122-130.

167. Разработка методики расчета динамических характеристик и устойчивости ТГСУ с учетом фазовых превращений рабочей жидкости в торцовой щели: Отчет по договору 53/86-1316 "Разработка низкотемпературных ТГСУ" /Куйб. авиац. ин-т. -Куйбышев, 1988. -27с.

168. Замер оборотов вращения графитовых колец РТКУ маслополости турбины изделия "KB": Отчет № 001.10944/ АО "Двигатели НК" -Самара, 1991. -25с.

169. Стенд, установка, методика и результаты испытаний первых образцов контактных уплотнений в криогенной среде: Отчет № 001.11172/ АО "Двигатели НК" -Самара, 1991. -34с.

170. Силаев Б.М. Трибологические характеристики и методы обеспечения работоспособности узлов трения в маловязких средах: Диссертация на соискание уч. ст. д.т.н. Самара, 1992. - 394 с.

171. Фалалеев C.B., Лежин Д.С. Разработка алгоритма автоматизированного расчета ресурса торцового контактного уплотнения многорежимной турбомашины /СГАУ -Самара, 1996. -11с. -Деп. в ВИНИТИ 1.02.96, Ш 361-В96.

172. Выбор материалов пары трения для торцовых уплотнений среды водорода / Валюхов С.Г., Турин В.В., Наугольнов В.П., Соколов Ю.Д. // Уплотнения и вибрационная надежность центробежных машин: Сб. трудов VI научно-техн. конф. -Сумы, 1991. -С.87-90.

173. A.c. 972169 СССР. Торцовое гидростатическое уплотнение с демпфером / Белоусов А.И., Зрелов, В.А., Фалалеев C.B., Никифоров

174. H.H. Опубл. 1982, Бюл. №41.

175. A.c. 972170 СССР. Торцовое гидростатическое уплотнение / Белоусов А.И., Зрелов, В.А., Фалалеев C.B. Опубл. 1982, Бюл. №41.

176. A.c. 1247602 СССР. Торцовое уплотнение с регулируемым зазором / Белоусов А.И., Зрелов, В.А., Фалалеев C.B., Балякин В.Б. -Опубл. 1986, Бюл. №28.

177. A.c. 1281797 СССР. Торцовое гидростатическое уплотнение с регулируемым зазором / Белоусов А.И., Зрелов, В.А., Фалалеев C.B., Балякин В.Б. Опубл. 1987, Бюл. №1.

178. A.c. 1283472 СССР. Торцовое гидростатическое уплотнение с регулируемым зазором /Фалалеев C.B., Балякин В.Б., Кийкова М.В., Уланов A.M. Опубл. 1987, Бюл. №2.

179. A.c. 1425401 СССР. Радиально-торцовое контактное уплотнение / Белоусов А.И., Зрелов, В.А., Фалалеев C.B., Балякин В.Б., Харламов Р.В. Опубл. 1988, Бюл. №35.

180. A.c. 1523812 СССР. Торцовое гидростатическое уплотнение с регулируемым зазором / Белоусов А.И., Фалалеев C.B., Балякин В.Б. -Опубл. 1989, Бюл. №43.

181. A.c. 1528984 СССР. Радиально-торцовое контактное уплотнение / Фалалеев C.B., Балякин В.Б., Кийкова М.В. Опубл. 1989, Бюл. №46.

182. A.c. 1536118 СССР. Торцовое гидростатическое уплотнение с регулируемым зазором / Фалалеев C.B., Быстранов О.М. Опубл. 1990, Бюл. №2.

183. A.c. 1553774 СССР. Радиально-торцовое контактное уплотнение / Белоусов А.И., Фалалеев C.B., Балякин В.Б., Сорока С.П. Опубл. 1990, Бюл. №12.

184. Parkinson G. Call for higher Guality is Heeded by Seal Makers// Chemikal engineering. 1986. 9. -P.22-27.

185. Голубев А.И. Торцовые уплотнения вращающихся валов. -M.: Машиностроение, 1974. -212с.

186. Бидерман B.JI. Прикладная теория механических колебаний. -М.: Высшая школа, 1972. -416с.

187. Бузицкий В.Н., Иванов В.П. О колебаниях амортизированной системы с односторонним жестким ограничителем// Вибрационная прочность и надежность авиационных двигателей.- Куйбышев: Труды Куйб. авиац. инст., 1965. Выпуск XIX.

188. Фалалеев C.B., Зырянов A.A. Динамика торцового уплотнения в составе системы "ротор-опоры-уплотнение"/ Герметичность и вибронадежность насосов и компрессоров: Труды VII научно-техн. конф. -Сумы, 1993. С.78-87.

189. Кельзон A.C., Журавлев Ю.М., Январев Н.В. Расчет и конструирование роторных машин.- М.: Машиностроение, 1977.- 288с.

190. Хронин Д.В. Колебания в двигателях летательных аппаратов. М.: Машиностроение, 1980.

191. Ивович В.А. Переходные матрицы в динамике упругих систем: Справочник. М.: Машиностроение, 1981. -183с.

192. Фалалеев C.B., Лежин Д.С. Расчет параметров системы отвода утечек газа через торцовое бесконтактное уплотнение турбокомпрессора при звуковом истечении газа/ Надежность механических систем: Тез. докл. научно-техн. конф. Самара,1995. -С.260.

193. Белоусов А.И., Самсонов В.Н. Исследование динамики проточных полостей ГТД на основе теории газостатических опор // Исследование гидростатических опор и уплотнений двигателей летательных аппаратов: Сб. научн. тр. -Харьков,1982. -Вып.1. -С.111-120.

194. Белоусов А.И. Конструктивные и силовые схемы турбомашиндвигателей летательных аппаратов: Учебное пособие/ Куйбыш. авиац. ин-т.-Куйбышев, 1988. -92с.

195. Falalejew S. Kontaktlose Gleitringdichtungen mit elastischen Dichtflaechen/ Tribology Solving Friction and Wear Problems: lOth International Colloquium. -Technische Akademie Esslingen: Ostfildern (Germany), 9-11 January 1996. -S.145-149.

196. Оценка работоспособности и эффективности контактных уплотнений валов на установках и в составе двигателя: Методика №32-83 /Мин-во авиац. пром.; Разработчики: п/я Р-6639 и КуАИ. -1983. -9с.

197. Чегодаев Д.Е., Мулюкин О.П., Колтыгин Е.В. Конструирование рабочих органов машин и оборудования из упругопористого материала МР: Учебн. справ, пособие. -НПЦ "Авиатор":Самара, 1994. -4.1, -156с; 4.2. -100с.