Підвищення працездатності кільцевих ущільнень обертового руху
Автор: Медвідь Андрій Олегович
Кваліфікаційний рівень: магістр
Спеціальність: Комп'ютерний інжиніринг в машинобудуванні
Інститут: Інститут механічної інженерії та транспорту
Форма навчання: денна
Навчальний рік: 2023-2024 н.р.
Мова захисту: українська
Анотація: При конструюванні ущільнювальних з’єднань особлива увага приділяється питанням підвищення ефективності герметизації і зменшення масогабаритних показників проектованого вузла. Основна перевага клапанних ущільнень з неметалевими ущільнювачами – забезпечення високої герметичності при малому контактному тиску в ущільнювальному стику. Застосування неметалевих ущільнювачів дозволяє створювати малогабаритні високонадійні конструкції ущільнювальних пристроїв. У випадках використання ущільнень зворотно-поступального або обертального руху технологічного елементу (шток, вал тощо) у відповідальних умовах, де витоки герметизованого робочого середовища можуть призвести до небажаних наслідків, з метою гарантованого запобігання витоку герметизованої робочої рідини через даний вузол, використовують різного типу конструктивні рішення герметизуючих вузлів. Достатньо ефективною мірою запобіганні вище сказаним витокам герметизованих середовищ у багатьох технологічних одиницях є застосування кільцевих ущільнень, у якості герметизаторів обертового руху технологічних органів. Вже на стадії проектування необхідно вміти оцінити натікання в стиках ущільнюючих елементів. Методи розрахунку герметичності базуються на поєднанні фізичних законів, що описують процес натікання робочого середовища з закономірностями, що визначаються такими характеристиками контакту шорстких поверхонь, як фактична площа контакту, міжконтактний об’єм, середній зазор. Витрати робочого середовища через ущільнення залежать від кубу середнього зазору, тому похибка в 20% у визначені цієї величини призводить до похибки у 73% (1,23 = 1,728) при розрахунку натікань. Таким чином, точність розрахунку натікань визначальною мірою залежить від точності визначення характеристик контакту. Запропонована в роботі інженерна методика створення кільцевих ущільнень обертового руху використовує достатньо прості рекомендацій і залежності, що дозволяє використовувати їх на практиці. В роботі аналізуються залежності отримані на основі експериментальних даних. Об’єкт дослідження: кільцеве ущільнення обертового руху. Предмет дослідження: геометричні, конструктивні, технологічні параметри кільцевих ущільнень обертового руху. Мета дослідження: вивчення впливу геометричних, конструктивних та технологічних параметрів кільцевих ущільнень обертового руху на ефективність герметизації рідинних середовищ. Дослідження гідродинамічних явищ в зоні герметизації кільцевого ущільнення з метою оптимізації геометричних та конструктивних параметрів елементів ущільнення. В першому розділі роботи наведено класифікаційні ознаки, методи та устаткування для використання кільцевих ущільнень обертового руху для герметизації рідинних середовищ. Описані особливості роботи кільцевих ущільнень В другому розділі роботи описано різноманітні конструкції кільцевих обертового руху ущільнень а також особливості їх роботи. В третьому розділі роботи досліджено вплив конструктивних особливостей кільцевих ущільнень на ефективність герметизації. Проаналізовано вплив на ефективність герметизації наступних чинників: геометричні параметри кілець та контркілець, матеріал та його фізичні властивості елементів кільцевого ущільнення, час приробки пар тертя. Визначено температурні межі ефективної роботи кільцевого ущільнення та потужність, що витрачається на обертання рухомих кілець ущільнення. В четвертому розділі роботи здійснено економічну оцінку отриманого проектного рішення. Спершу проведено планування виконання магістерської роботи та розрахунок витрат на її виконання. Далі виконано розрахунки експлуатаційних витрат для отриманого проектного рішення та визначено ціни споживання проектного рішення. Термін розробки та впровадження проектного рішення становить 71 день, а витрати на його розробку і впровадження складатимуть 30112,9 грн. Дане проектне рішення матиме термін використання – 5 років. Річні витрати на експлуатацію проектного рішення становитимуть 16185,5 грн. Проектне рішення матиме ціну споживання для організації-розробника 174,17 грн. за день та для організації-покупця – 179,26 грн. за день протягом усього терміну використання. Отримані в роботі проектні рішення та відповідні досліджень вказують на їх та доцільність використання на практиці. Проведені економічні розрахунки – свідчать про економічну ефективність їх виконання та подальшого застосування. Ключові слова: ущільнення обертового руху, герметичність, працездатність кільцеве ущільнення, дослідження, експеримент, обладнання, комп’ютерний інжиніринг.