Материал: Инновационные технологии и оборудование. Межвузовский сборник научных трудов. Пачевский В.М

деформирование - W , состоит из мощности трения - Wтр между

деформирующими элементами и заготовкой, мощности пластического деформирования на контактном участке - W2 и мощности затраченной на деформирование во внеконтактных

зонах: Wв.з W1 W3 .

Рассмотрим изменение общей мощности, а также ее составляющих в зависимости от режимов деформирования и геометрии инструмента. Расчеты выполнялись для безразмерных мощностей согласно методам теории подобия /3/:

убывает, причем это изменение практически не зависит от толщины

стенки. Ранее, в работе /4/ отмечалось, что при 4 доля работы трения практически не зависит от натяга и диаметра отверстия

Представим осевую силу Q следующей зависимостью /4/:

,

где N - сила, нормальная к поверхности инструмента.

33

Таким образом, доля мощности трения в общей мощности, затраченной на деформирование заготовки, определяется величиной

f и значением . Сравнение значений Wт р , полученных согласно

W

зависимости (6), показало их хорошее совпадение (рис.2). При малых и высоких значениях коэффициента трения мощность сил трения может достигать до 85% от общей мощности. В тоже время при больших и низких значениях f мощность Wтр W

снижается до 10 % от общей мощности.

Доля мощности, затраченная на деформирование во внеконтактных

Как показали данные математического моделирования, доля мощности, затраченной на образование внеконтактных зон, может изменяться от 5 до 60 % общей мощности.

34

Доля мощности формоизменения на контактном участке уменьшается с увеличением толщины стенки и натяга. Ее величина может изменяться в пределах от 5 до 35 % общей мощности.

На основании вышеприведенных данных можно определить пути минимизации энергетики процесса, через применение технологических факторов. Одним из путей снижения Wтр является уменьшение f , что

можно осуществить применением технологических смазок с низкими антифрикционными свойствами. Также уменьшение Wтр можно

осуществить за счет снижения ширины контакта l2 . На снижение l2

влияют увеличение , переход от осуществления суммарной деформации одиночным элементом – группой элементов, т. е. снижение натяга на элемент, а также совмещение зон внеконтактной деформации соседних рабочих элементов одновременно осуществляющих деформирование /6/.

На мощность формоизменения на контактном участке W2 при заданных степени деформации и размерах заготовки можно влиять только уменьшением ширины контакта l2 . Это достигается увеличением ,

снижением натяга на элемент, а также совмещением зон внеконтактной деформации.

Мощность деформирования во внеконтактных зонах W1 W3 можно

значительно снизить уменьшением , либо совмещением зон внеконтактной деформации. Как показали эксперименты /6/, использование совмещения зон внеконтактной деформации позволило снизить энергозатраты на процесс до 40 %. При этом такое существенное снижение обусловлено экономией энергозатрат на деформирование во внеконтактных зонах, а также снижением мощности трения.

Разработанная теоретическая модель позволила выполнить анализ энергетических параметров очага деформирования и установить пути снижения, как мощности деформирования, так и мощности ее составляющих.

Литература:

1. Тимошенко С.П., Войновский - Кригер С. Пластины и оболочки – М.: Физматгиз, 1963 – 636 с.

2.Качанов Л.М. Основы теории пластичности – М.: Наука,

1969 – 420 с.

3.Седов Л.И. методы подобия и размерности в механике. –

М.: Наука, 1969. – 420 с.

35

4.Розенберг О.А. Механика взаимодействия инструмента с изделием при деформирующем протягивании – Киев: Наукова думка, 1981 – 288 с.

5.Немировский Я.Б., Цеханов Ю.А. Применение вариационных принципов для анализа энергетических и кинематических параметров процесса деформирующего протягивания. // Резание и инструмент в технологических системах: Межд. научн.- техн. сборник. Вып. 60. – Харьков: ХГПУ – 2001. – с. 154-159.

6.Немировский Я.Б. Обеспечение геометрической точности изделий на основе изучения механики деформирующего протягивания. // Резание и инструмент в технологических системах: Межд. научн.- техн. сборник. Вып. 61. – Харьков: ХГПУ – 2002. – с.

146-153.

ОТРАБОТКА МАНЖЕТНЫХ УПЛОТНЕНИЙ ВРАЩАЮЩИХСЯ ВАЛОВ ТУРБОНАСОСНЫХ АГРЕГАТОВ

Белоцерковский Ю.А., Моксач Г.И., Скачилов В.Н. к.т.н..

В настоящей статье приведен порядок выбора и отработки манжетных уплотнений турбонасосных агрегатов разработки КБХА. Описана схема стенда и имитатора для испытаний манжет. Освещены

вопросы повышения надежности манжетных уплотнений.

Безотказная работа любого гидравлического агрегата во многом зависит от надежной работы уплотнительных устройств.

Особенно высокие требования предъявляются к разделительным устройствам турбонасосных агрегатов (ТНА), т.е. к устройствам, разделяющим насосы окислителя и горючего, имеющие один и тот же приводной вал, соединенный с турбиной. Основная задача такого устройства - препятствовать соединению возможных утечек окислителя и горючего и их самовоспламенению. Как правило, такие устройства включают два пакета контактных уплотнений - один пакет в насосе окислителя, другой - в насосе горючего, разделяемых дренажной полостью.

36

В качестве контактных уплотнений вращающихся валов широко применяются резиноармированные манжеты. Они обладают рядом преимуществ перед другими контактными уплотнениями (малые габариты и вес, простота, удобства при монтаже, достаточно высокие эксплуатационные качества).

Обычно пакет уплотнения окислителя и пакет уплотнения горючего включают в себя по три манжеты, устанавливаемых последовательно друг за другом, причем между манжетами каждого пакета обязательно выполняется промежуточный дренаж, назначение которого - удаление возможных утечек окислителя и горючего до подхода к дренажной полости между пакетами. Для разгрузки манжет от действия давления рабочей среды перед ними устанавливаются жестко закрепленные на валу динамические гидрозатворы (импеллеры) - диски с лопатками, обращенными в сторону манжет. Такая схема позволяет решить поставленную задачу при обеспечении герметичности "хотя: бы по одной из шести манжет.

Практика отработки уплотнительных устройств в КБХА выработала ряд типовых мероприятий, обеспечивающих достижение желаемого результата.

Эти мероприятия проводятся в рамках действующей на предприятии комплексной системы управления качеством продукции (КСУКП) и регламентированы рядом стандартов предприятия. К таким мероприятиям относятся:

1. Выявление на стадии проектирования агрегата всех воздействующих на устройство факторов, определение их предельных величин, назначение требований к каждому элементу уплотнительных устройств. Этой процедуре помогает предусмотренная специальным стандартом [1] матрица условий работы уплотнения. В ней перечислены вопросы, на которые должен ответить автор проектируемого агрегата. Если ответа не находится, то в матрицу вносится соответствующие мероприятия, выполнение которых обеспечивает в процессе проектирования и экспериментальной доводки получение исчерпывающего ответа, доказательства. Перечень вопросов составлен на основании данных, как известных из научно-технических литературных источников по теории и практике создания уплотнительных устройств, так и на основании опыта отработки уплотнений разработок КБХА и родственных предприятий, В основном,

37