Автор: Батиров Шавкат Гафурович

Рубрика: Технические науки

Опубликовано в Молодой учёный №28 (162) июль 2017 г.

Дата публикации: 17.07.2017

Статья просмотрена: 16 раз

Библиографическое описание:

Батиров Ш. Г. О повышении долговечности подшипниковых узлов центробежных насосов // Молодой ученый. — 2017. — №28. — С. 25-28.



В статье затронуты и рассматриваются некоторые теоретические аспекты повышения долговечности подшипниковых узлов центробежных насосов применением полимерной композиции — анаэробного герметика АН-6.

Водное хозяйство Республики Узбекистан — это сложный комплекс ирригационных систем, обслуживающих около 4,3 млн.га орошаемых земель, включающий более 180000км сети каналов, 140000 км коллекторно-дренажной сети, около 160000 сооружений, из которых свыше 800 крупных, 1588 насосных станций годовой мощностью 8,0 млрд. кВт, 55 водохранилищ общей емкостью 19,8 млрд.м3 и более 4100 скважин [1].

В каждой области региона созданы и функционируют управления насосных станций (УНС), включающие предприятия по контролю эксплуатации, ремонту и техническому обслуживанию самих насосов. По всей стране их насчитывается порядка двадцати управлений. Основной задачей этих управлений является непрерывность функционирования насосных станций в заданном регионе согласно нормативным и техническим требованиям.

На сегодняшний день в Республике Узбекистан функционируют более 70 тысяч фермерских хозяйств. На каждое фермерское хозяйство в среднем приходится 80 га орошаемой земельной площади.

Известно, что в настоящее время во многих этих хозяйствах широко применяются водяные насосы центробежного типа различных модификации, мощностей и производительности. Продолжительность функционирования этих насосов во многом зависит от своевременного проведения планово-предупредительных работ (ППР) и ремонта в ходе их эксплуатации.

Практика эксплуатации центробежных насосов показывает, что большая его часть теряет работоспособность не вследствие поломок, а в результате износа отдельных деталей.

Проведенный анализдефектов и выявления причины повышенной вибрации центробежных насосов и износа подшипниковых узлов, поступивших в АО «Сувмаш» показал, что основными факторами являются: несоосность и дисбаланс (Рис. 1) [1].

Рис. 1.Основные причины повышенной вибрации

центробежных насосов

Из диаграммы видно, что несоосность, неточности геометрии машин (параллельность, перпендикулярность валов и направляющих), дисбаланс валов в большинстве случаев может в совокупности достигать 80 %.

Анализ дефектов подшипниковых узлов центробежных насосов проведенных в ОАО «Сувмаш» показывает, если зазор между обоймой и шариком превышает 0,1 мм при его ø50 мм; 0,2 мм — для подшипников ø50 … 100 мм; 0,3мм — для диаметров более 100 мм, то эти подшипники восстановлению не подлежат, а требуют замене [2].

Посадочные места под подшипники скольжения с эллипсностью и конусностью менее 0,04 мм рекомендуется восстанавливать до уменьшения номинального диаметра на 2–3 %.

Существует гипотеза, утверждающая, что при работе механизмов и машин осуществляется два процесса: схватывание металлического сплава и окисление пластически деформированных поверхностных слоев с образованием растворов и химических соединений кислорода с материалами деталей по поверхности их взаимного контакта. Допуская, что изнашивание всей поверхности детали происходит равномерно, число циклов до разрушения, необходимое для аналитической оценки интенсивности износа, может быть определено из уравнения [3]:

(1)

где:b, v — параметры кривой опорной поверхности;

ɛ- относительное сближение поверхностей;

hmax– высота максимального выступа истирающей поверхности;

ξ — коэффициент, учитывающий влияние на величину площади фактического контакта упругих деформаций (0,5< ξ>1);

ηс- относительная контурная площадь, участвующая в процессе трения;

d– средний диаметр единичного пятна контакта;

n — число циклов до разрушения.

В ряде случаев считают, что понятие усталостного износа как вида разрушения, при котором материал подвергается повторному действию сил, приводящих к накапливанию в нем повреждений, может быть использовано и для анализа процесса, который классифицируется как адгезионный износ [3].

При упругом насыщенном контакте все микронеровности, которые расположены на контурной площади контакта, образуют зоны контакта. Условие реализации упругого насыщенного контакта имеет вид [3]:

(2)

где:PCH — упругость насыщенного контакта;

E -модуль упругости;

-безразмерный комплекс, характеризующий шероховатость поверхности;

Rmax — наибольшая высота неровностей профиля, мкм;

r — приведенный радиус неровности, мкм;

v, b — параметры, зависящие от вида обработки;

μ — коэффициент Пуассона;

ατ — коэффициент, учитывающий напряженное состояние в зоне контакта и кинематические особенности взаимодействия твердых тел. При упругом контакте (ατ=0,5);

HB — твердость материала (полимерной композиций на основе АН-6).

Относительное сближение при насыщенном упругом контакте можно определить по формуле [3]:

(3)

Подставим в формулу (2) вместо PC левую часть выражения PCH (1) получим формулу для определения относительного сближения:

=

= (4)

Деформация покрытия полимерной композиций на основе анаэробного герметика АН-6в вертикальном направлении определяется из выражения [4]:

= h=N/2, (5)

Где N — натяг покрытия полимерной композиций на основе АН-6.

Относительное сближение ε определяют по формуле [3]:

ԑ=h/Rmax, (6)

где h — глубина внедрения неровности;

ԑ — относительное сближение при насыщенном упругом контакте.

С учетом формул (5) и (6) получим выражение для определения натяга покрытия полимерной композиций на основе анаэробного герметика АН-6:

N= 2h = 2ԑRmax(7)

Минимальный натяг покрытия, обеспечивающий упругий насыщенный контакт? определим по формуле:

(8)

Выводы:

Из полученной формулы (8) следует, что величина натяга, обеспечивающая упругий насыщенный контакт, зависит только от параметров обработки b, v и шероховатости поверхности Rmax подшипникового узла центробежного насоса. После отвердения полимерной композиций на основе АН-6 увеличится площадь контакта, кроме того увеличатся фрикционные параметры. Рост фактической площади контакта снизит контактные напряжения в покрытии полимерной композиций на основе АН-6 при ее нагружении.

Литература:

  1. Р. А. Мамутов. Отчет НИР Проекта МСВХ РУз и ПРООН «План интегрированного управления водными ресурсами и водосбережения в бассейне реки Зарафшан». г. Ташкент. -2015 г.
  2. Отчет НИР по Гранту № КХА-3–2015 «Сувхужалигидакулланиладиганмарказданкочма насос деталлариресурсинитиклаштехнологиясинимодернизациялаш», -Ташкент, -2015 г. -160 с.
  3. Крагельский И. В., Добычин М. Н., Комбалов В. С. Основы расчетов на трение и износ. М.: Машиностроение, -1977. -525 с.
  4. Ли Р. И. Восстановление неподвижных соединений подшипников качения сельскохозяйственной техники полимерными материалами. Дисc… докт. техн… наук. Москва. -2001 г. -250 с.
Основные термины (генерируются автоматически): центробежных насосов, подшипниковых узлов центробежных, узлов центробежных насосов, долговечности подшипниковых узлов, насосных станций, центробежных насосов применением, площади контакта, износа подшипниковых узлов, эксплуатации центробежных насосов, повышении долговечности подшипниковых, вибрации центробежных насосов, повышения долговечности подшипниковых, дефектов подшипниковых узлов, контурной площади контакта, упругого насыщенного контакта, полимерной композиций, фактической площади контакта, насосных станций годовой, функционирования насосных станций, анаэробного герметика АН-6.

Обсуждение

Социальные комментарии Cackle
Задать вопрос