Розробка методів розрахунку імпульсного торцового ущільнення на підставі побудови його фізичної моделі

Автор(и)

DOI:

https://doi.org/10.15587/1729-4061.2020.206721

Ключові слова:

імпульсне торцове ущільнення, статичні характеристики, амплітудні і фазові характеристики, динамічна стійкість

Анотація

Побудована фізична модель імпульсного торцевого ущільнення як системи автоматичного регулювання торцового зазору і протікання.

Вивчено вплив параметрів імпульсного ущільнення на його статичні характеристики. Проведений аналіз статичних характеристик дозволив виявити вплив конструктивних параметрів імпульсного ущільнення на величину торцового зазору і витоків ущільнюваної рідини. Зроблено висновки про вплив коефіцієнта навантаження і зусилля попереднього стиснення пружин на статичні характеристики імпульсного ущільнення. Статичний розрахунок дозволяє визначити коефіцієнт гідростатичної жорсткості, умови статичної стійкості, діапазон допустимих ущільнюваних тисків.

Визначено фактори, що впливають на динамічні характеристики ущільнення. Проведено оцінку розмірних значень амплітуд вимушених осьових коливань кільця на будь-якій частоті обертання. Отримані вирази амплітудних і фазових частотних характеристик, що дозволяють виявити небезпечні області частот обертання і підібрати параметри ущільнення так, щоб амплітуди вимушених осьових коливань кільця не виходили за межі динамічної стійкості. Виявлено, що область стійкості розширюється за рахунок зменшення обсягу камер і зменшення коефіцієнта гидростатичної жорсткості.

Запропоновано методику аналітичного розрахунку імпульсних торцових ущільнень, що дозволяє розраховувати геометрію ущільнення на етапі його проектування. Наведено приклад інженерного розрахунку імпульсного торцового ущільнення, а також конструкцію вузла ущільнення, спроектованого за запропонованою методикою

Біографії авторів

Sergey Shevchenko, ТОВ «Юнайтед Продакшенс - Атом» вул. Прокоф'єва, 36, м. Суми, Україна, 40014

Кандидат технічних наук, технічний директор

Alexander Chernov, ТОВ «КБ «Укрспецмаш » вул. Промислова, 6, м Суми, Україна, 40018

Кандидат технічних наук, директор

Посилання

  1. Martsinkovskiy, V. A., Shevchenko, S. S.; Shevchenko, S. S. (Ed.) (2018). Nasosy atomnyh elektrostantsiy: raschet, konstruirovanie, ekspluatatsiya. Sumy: ChF «Izdatel'stvo «Universitetskaya kniga», 472.
  2. Martsinkovski, V., Gaft, J., Zagorulko, A., Gromyko, B. (2003). Design and calculation of mechanical seals with self-adjusting clearance. Papers presented at 17th International Conference on Fluid Sealing. York, UK, 505–520.
  3. Martsynkovskyy, V., Gaft, Y., Gromyko, В., Chernov, O. (2000). Development and application of double pulse gas-liquid seals. Proc. of 16th International Conference on Fluid Sealing. Brugge, 255–269.
  4. Shahin, I. (2016). Gas Seal Performance and Start up Condition Enhancing with Different Seal Groove Geometries. Journal of Aeronautics & Aerospace Engineering, 05 (04). doi: https://doi.org/10.4172/2168-9792.1000177
  5. Qiu, Y., Khonsari, M. M. (2012). Thermohydrodynamic Analysis of Spiral Groove Mechanical Face Seal for Liquid Applications. Journal of Tribology, 134 (2). doi: https://doi.org/10.1115/1.4006063
  6. Ma, C., Bai, S., Peng, X. (2016). Thermo-hydrodynamic characteristics of spiral groove gas face seals operating at low pressure. Tribology International, 95, 44–54. doi: https://doi.org/10.1016/j.triboint.2015.11.001
  7. Ding, X., Lu, J. (2016). Theoretical analysis and experiment on gas film temperature in a spiral groove dry gas seal under high speed and pressure. International Journal of Heat and Mass Transfer, 96, 438–450. doi: https://doi.org/10.1016/j.ijheatmasstransfer.2016.01.045
  8. Neuberger, S., Bock, E., Haas, W., Lang, K. (2014). Gas-lubricated mechanical face seals reduce CO2 emissions. Sealing Technology, 2014 (9), 8–12. doi: https://doi.org/10.1016/s1350-4789(14)70343-5
  9. Wang, Y., Yang, H., Wang, J., Liu, Y., Wang, H., Feng, X. (2009). Theoretical Analyses and Field Applications of Gas-Film Lubricated Mechanical Face Seals with Herringbone Spiral Grooves. Tribology Transactions, 52 (6), 800–806. doi: https://doi.org/10.1080/10402000903115445
  10. Błasiak, S., Kundera, C. (2012). A Numerical Analysis of the Grooved Surface Effects on the Thermal Behavior of a Non-Contacting Face Seal. Procedia Engineering, 39, 315–326. doi: https://doi.org/10.1016/j.proeng.2012.07.037
  11. Zhu, W.-B., Wang, H.-S., Zhou, S.-R. (2014). Research on sealing performance of hydrostatic pressure mechanical seal. Journal of Marine Science and Technology, 22 (6), 673–679. doi: http://doi.org/10.6119/JMST-014-0321-1
  12. Blasiak, S., Zahorulko, A. V. (2016). A parametric and dynamic analysis of non-contacting gas face seals with modified surfaces. Tribology International, 94, 126–137. doi: https://doi.org/10.1016/j.triboint.2015.08.014
  13. Martsynkovskyy, V., Zahorulko, A., Gudkov, S., Mischenko, S. (2012). Analysis of Buffer Impulse Seal. Procedia Engineering, 39, 43–50. doi: https://doi.org/10.1016/j.proeng.2012.07.006
  14. Marcinkowski, W. A., Kundera, Cz. (2008). Seft-controlled face seal. Pomiary-Automatyka-Kontrola, 5, 270–272.
  15. Blasiak, S. (2019). Numerical modelling and comparison analysis of pressure distribution in the gas film for non-contacting face seals. EPJ Web of Conferences, 213, 02005. doi: https://doi.org/10.1051/epjconf/201921302005
  16. Gaft, J., Zahorulko, A., Martsynkovskyy, V., Kundera, Cz. (2012). Theoretical and experimental investigations of buffer face impulse seals. 11th EDF/Pprime Workshop: “Behaviour of Dynamic Seals in Unexpected Operating Conditions”. doi: http://doi.org/10.13140/RG.2.1.4062.9204

##submission.downloads##

Опубліковано

2020-06-30

Як цитувати

Shevchenko, S., & Chernov, A. (2020). Розробка методів розрахунку імпульсного торцового ущільнення на підставі побудови його фізичної моделі. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 3(2 (105), 58–69. https://doi.org/10.15587/1729-4061.2020.206721

Номер

Том 3 № 2 (105) (2020): Інформаційні технології. Системи управління в промисловості

Розділ

Системи управління в промисловості

Ліцензія

Авторське право (c) 2020 Sergey Shevchenko, Alexander Chernov

Creative Commons License

Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.

Закріплення та умови передачі авторських прав (ідентифікація авторства) здійснюється у Ліцензійному договорі. Зокрема, автори залишають за собою право на авторство свого рукопису та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons CC BY. При цьому вони мають право укладати самостійно додаткові угоди, що стосуються неексклюзивного поширення роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом, але за умови збереження посилання на першу публікацію статті в цьому журналі.

Ліцензійний договір – це документ, в якому автор гарантує, що володіє усіма авторськими правами на твір (рукопис, статтю, тощо).
Автори, підписуючи Ліцензійний договір з ПП «ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР», мають усі права на подальше використання свого твору за умови посилання на наше видання, в якому твір опублікований. Відповідно до умов Ліцензійного договору, Видавець ПП «ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР» не забирає ваші авторські права та отримує від авторів дозвіл на використання та розповсюдження публікації через світові наукові ресурси (власні електронні ресурси, наукометричні бази даних, репозитарії, бібліотеки тощо).
За відсутності підписаного Ліцензійного договору або за відсутністю вказаних в цьому договорі ідентифікаторів, що дають змогу ідентифікувати особу автора, редакція не має права працювати з рукописом.
Важливо пам’ятати, що існує і інший тип угоди між авторами та видавцями – коли авторські права передаються від авторів до видавця. В такому разі автори втрачають права власності на свій твір та не можуть його використовувати в будь-який спосіб.