1. На главную
  2. Электронные версии
  3. Проблемы машиностроения и надежности машин
  4. № 6, 2023

Проблемы машиностроения и надежности машин, 2023, № 6, стр. 40-47

ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ ПАРАМЕТРОВ МАКРОГЕОМЕТРИИ НА ГЕРМЕТИЧНОСТЬ СОЕДИНЕНИЙ ВАЛА С МАНЖЕТОЙ

О. А. Леонов a, *, Н. Ж. Шкаруба a, Л. А. Гринченко a, Д. А. Пупкова a, Д. У. Хасьянова b

a Российский государственный аграрный университет – МСХА им. К.А. Тимирязева
Москва, Россия

b Институт машиноведения им. А.А. Благонравова РАН
Москва, Россия

* E-mail: metr@rgau-msha.ru

Поступила в редакцию 06.06.2023
После доработки 03.08.2023
Принята к публикации 20.08.2023

Аннотация

В статье проведен анализ факторов, влияющих на надежность и долговечность соединения вала с резиновой армированной манжетой. Установлено, что теория герметичности таких соединений еще на разработана. Качество работы соединения принято оценивать по величине утечек. Выявлено, что величина утечек зависит от материалов изготовления вала и манжеты, шероховатости поверхности вала, наличия пыли в зоне трения, качества уплотняемой жидкости, температуры работы. Кроме этого, на долговечность работы оказывают влияние параметры макрогеометрии – отклонение от перпендикулярности манжеты к валу, отклонение от соосности и радиальное биение вала. Проведен многофакторный эксперемент, в результате которого установлена эмпирическая зависимость между радиальным биением вала, частотой вращения и натягом в соединении по критерию начала утечек. Анализ полученной зависимости показал, что радиальное биение должно быть компенсировано натягом в соединении, а при увеличении частоты вращения величина компенсации должна быть больше в связи с тем, что рабочая кромка манжеты не успевает следить за валом. Получена эмперическая зависимость между величиной натяга и утечками, которая свидетельствует о том, что при меньших натягах утечки будут больше. Результаты исследований можно использовать на этапе конструирования сборочных единиц с манжетами, чтобы снизить влияние радиального биения и отклонения от соосности вала относительно манжеты.

Ключевые слова: резиновая армированная манжета, натяг, утечки, отклонение от соосности, отклонение от перпендикулярности, радиальное биение

Список литературы

  1. Голубев А.И., Кондаков Л.А. Уплотнения и уплотнительная техника. М.: Машиностроение, 1985. 463 с.

  2. Голубев Г.А., Кукин Г.Н., Лазарев Г.Е., Чичинадзе А.В. Контактные уплотнения вращающихся валов. М.: Машиностроение, 1976. 264 с.

  3. Журавлева С.Н. Повышение износостойкости манжетных уплотнений для вращающихся валов // Новые материалы и технологии в машиностроении. 2014. № 19. С. 53.

  4. Mhammed E.G., Fatu A., Hajjam M. Effect of grooved shaft on the rotary lip seal performance in transient condition: Elasto-hydrodynamic simulations // Tribology International. 2015. V. 93 (A). P. 411. https://doi.org/10.1016/j.triboint.2015.09.031

  5. Zhang F., Zhang Y. Research on sealing performance of oil seals with micro-dimple texture on lips // Industrial Lubrication and Tribology. 2020. V. 73. № 1. P. 113. https://doi.org/10.1108/ILT-06-2020-0198

  6. Сковородин В.Я. Долговечность сопряжений деталей отремонтированной сельскохозяйственной техники (на примере сельскохозяйственных тракторов): Дис. … д-ра техн. наук. Л., Пушкин: ЛСХИ, 1985. 284 с.

  7. Кривошеев И.А., Ивашин А.Ф., Осипов Е.В., Чебаков А.В. Обеспечение герметичности турбонасосных агрегатов в составе двигателей летательных аппаратов // Вестник Пермского национального исследовательского политехнического университета. Аэрокосмическая техника. 2018. № 54. С. 105. https://doi.org/10.15593/2224-9982/2018.54.09

  8. Мельников О.М., Казанцев С.П., Чеха О.В. Оценка показателей качества деталей и соединения “вал–манжета” // Вестник ФГОУ ВПО МГАУ. 2019. № 5 (93). С. 8. https://doi.org/10.34677/1728-7936-2019-5-8-13

  9. Мельников О.М. Работоспособность соединений “вал–манжета” и повышение их надежности // Вестник ФГОУ ВПО МГАУ. 2018. № 2 (84). С. 50. https://doi.org/10.26897/1728-7936-2018-2-50-54

  10. Мельников О.М., Казанцев С.П., Игнаткин И.Ю., Скороходов Д.М., Белов М.И. Совершенствование уплотнительных устройств подшипниковых узлов сельскохозяйственной техники // Агроинженерия. 2022. Т. 24. № 3. С. 68. https://doi.org/10.26897/2687-1149-2022-3-68-72

  11. Ерохин М.Н., Белов М.И., Мельников О.М. Методика расчета контактного давления манжеты на вал // Вестник машиностроения. 2020. № 11. С. 39. https://doi.org/10.36652/0042-4633-2020-11-39-45

  12. Ерохин М.Н., Леонов О.А., Катаев Ю.В., Мельников О.М. Методика расчета натяга для соединений резиновых армированных манжет с валами по критерию начала утечек // Вестник машиностроения. 2019. № 3. С. 41.

  13. Leonov O.A., Shkaruba N.Z. Calculation of Fit Tolerance by the Parametric Joint Failure Model // J. of Machinery Manufacture and Reliability. 2020. V. 49. № 12. P. 1027. https://doi.org/10.3103/S1052618820120092

  14. Голубев Г.А. О динамическом эффекте, возникающем в манжетных уплотнительных узлах быстровращающихся валов // Сборник вопросов трения и проблем смазки. М.: Наука, 1988. 252 с.

  15. Hand B.P., Erdogan, N., Murray D., Cronin P., Doran W., Murphy J. Experimental testing on the influence of shaft rotary lip seal misalignment for a marine hydro-kinetic turbine // Sustainable Energy Technologies and Assessments. 2021. V. 50. № 9. P. 101874. https://doi.org/10.1016/j.seta.2021.101874

  16. Borras X., Rooij M., Schipper D.J. Misalignment-induced macro-elastohydrodynamic lubrication in rotary lip seals // Tribology International. 2020. V. 151. P. 06479. https://doi.org/10.1016/j.triboint.2020.106479

  17. Zhang Sh., Wu Zh., Shang Y., Qian Zh., Ke Y., Xia Y. Wear Simulation of Rotary Shaft Lip Seal // Run Hua Yu Mi Feng. Lubrication Engineering. 2021. V. 46 (3). P. 119. https://doi.org/10.3969/j.issn.0254-0150.2021.03.019

  18. Erokhin M.N., Leonov O.A., Shkaruba N.Zh., Amelin S.S., Bodunov D.M. Application of Dimensional Analysis for Calculating the Total Misalignment between a Seal and a Shaft // J. of Machi-nery Manufacture and Reliability. 2021. V. 50. № 6. P. 524. https://doi.org/10.3103/S1052618821060066

Дополнительные материалы отсутствуют.

Инструменты

следующая статья выпуска предыдущая статья выпуска содержание выпуска

Проблемы машиностроения и надежности машин

Архивы выпусков Информация о журнале Отправить рукопись в журнал