Підвищення герметизуючої здатності металополімерних клапанних ущільнень
Автор: Городиський Іван Романович
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: Існуючі методи розрахунку герметичності металополімерних ущільнень використовують формули визначення характеристик контакту за способом опорних кривих. Цей спосіб має низьку точність внаслідок того, що він не бере до уваги, що профілограма дає спотворене уявлення про поверхню, оскільки проходить не через вершини виступів, а схилами нерівностей. Значення величини згладжування та максимальної висоти нерівностей, необхідні для визначення характеристик контакту, визначаються за способом опорних кривих з дуже низькою точністю – для точного визначення цих величин необхідно, щоб профілограма пройшла одночасно через найвищу вершину шорсткого шару поверхні та через саму глибоку впадину, ймовірність цього практично дорівнює нулю. Значно точніше характеристики контакту можна визначити за способом стохастичних процесів. Суть цього способу полягає в тому, що шорстка поверхня розглядається як реалізація стохастичного поля. Спосіб стохастичних процесів є перспективним при розробці методів розрахунку герметичності гумових ущільнень. Зважаючи на сказане вище, дослідження особливостей застосування та розробка методів раціонального конструювання деталей полімерних ущільнень є важливою і актуальною задачею. Об’єкт дослідження: металополімерне клапанне ущільнення. Предмет дослідження: геометричні, конструктивні, технологічні параметри металополімерних клапанних ущільнень. Мета дослідження: вивчення впливу геометричних, конструктивних та технологічних параметрів металополімерних клапанних ущільнень на ефективність герметизації рідинних та газоподібних середовищ. Дослідження гідродинамічних явищ в зоні герметизації металополімерного клапанного ущільнення з метою оптимізації геометричних та конструктивних параметрів як окремих елементів так і цілого вузла клапанного ущільнення. В першому розділі роботи наголошено на актуальність проблеми, що досліджується в роботі. В другій, аналітичній частині роботи розглянуто такі властивості полімерів, як: повзучість; релаксація напруження. Наведено такі механічні характеристики матеріалів з яких виготовлюються полімерні вироби, як: відносна деформація; межі міцності полімеру при розриві; модуль пружності полімеру; модуль зсуву полімеру; коефіцієнт Пуассона; твердість полімеру; коефіцієнт зовнішнього тертя гуми; опір полімеру зношуванню; залишкова деформація; вплив температури і часу на властивості полімеру. Широко розглянута специфіка застосування таких матеріалів при станичних і динамічних режимах навантаження вузлів виконаних з полімерних матеріалів. В третьому, дослідницькому розділі роботи розглянуто специфіку конструкцій деталей металополімерних ущільнень. Проведено аналіз конструкцій плоскопаралельних прокладкових фланцевих ущільнень. Досліджено конструктивні виконання металополімерних клапанних ущільнень. Проведено розрахунок герметизуючої здатності металополімерного клапанного ущільнення. Розраховано гарантійні терміни працездатності металополімерних клапанів. 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 83 дні, а витрати на його розробку і впровадження складатимуть 35033,7 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 186 грн. за день та для організації-покупця – 191,09 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: полімер, гумовотехнічні вироби, ущільнення, герметичність, клапанне ущільнення, дослідження, обладнання, комп’ютерний інжиніринг.