Торцеве ущільнення відцентрового насоса

Торцеве ущільнення відцентрового насоса високотемпературних систем охолодження двигуна внутрішнього згоряння, що складається з кілець на основі металу і графіту, яке відрізняється тим, що металеве кільце виконано з алюмінієвого сплаву АК4-1, на поверхні якого сформований шар кристалічного оксиду алюмінію глибиною 120-150 мкм методом мікродугового оксидування, з твердістю робочої поверхні, що перевищує в 1,5-2 рази базову твердість кільця на основі сталевого сплаву. UA (21) a200506653 (22) 07.07.2005 (24) 25.04.2007 (46) 25.04.2007, Бюл. № 5, 2007 р. (72) Альохін Сергій Олексійович, Білозеров Валерій Володимирович, Валюшко Степан Михайлович, Маха тілова Галина Іванівна, Петренко Юрій Георгійович, Щербаненко Григорій Васильович (73) КАЗЕННЕ ПІДПРИЄМСТВО "ХАРКІВСЬКЕ КОНСТРУКТОРСЬКЕ БЮРО З ДВИГУНОБУДУВАННЯ" (56) UA 17650, A, 06.05.1997 UA 61021, A, 15.10.2003 SU 1790791, A3, 23.01.1993 SU 1715890, A1, 29.02.1992 RU 2115049, C1, 10.07.1998 RU 1805694, C, 27.02.1995 EP 0213888, A3, 11.03.1987 EP 0449387, A1, 02.10.1991 Тополянский П.А., Карасев М.В. Прогрессивные технологии ремонта, восстановления, упрочнения и защиты от коррозии машин, механизмов, обору C2 2 (19) 1 3 78895 чені для спеціальних транспортних засобів, як правило, мають закриті високотемпературні системи рідинного охолодження, і в цих випадках надійність і довговічність торцевих ущільнень водяних насосів різко знижується. Усебічні дослідження й випробування торцевого ущільнення водяного насоса двигуна типу 6ТД показали, що в умовах високотемпературних режимів, коли температура ОР досягає 115...120 °С, і тиск у системі складає 0,3...0,45 МПа, температура графітової шайби, яку виконано з графіту А01500-С05, досягає 150...160 °С в 1мм від зони контакту зі сталевою шайбою. З підвищенням температурного рівня ОР, при збереженні існуючого фронту радіаторів, що має місце при подальшому форсуванні потужності двигуна й експлуатації в жарких кліматичних зонах при високій температурі навколишнього середовища до 55 °С, температура ОР досягає 130 °С, тиск у системі підвищується до 0,5...0,55 МПа. При роботі в таких умовах надійність і довговічність торцевого ущільнення знижується. Відвід теплоти від стику пари тертя є визначальним чинником, тобто теплопровідність металу, що використовується, повинна бути максимально високою. Задачею винаходу є підвищення надійності, довговічності і ефективності герметизуючих пристроїв - торцевого ущільнення водяного насоса двигуна. Технічний результат досягається тим, що у герметизуючому пристрої торцевого типу, що складається з кілець на основі металу і графіту, уведено нову ознаку - металеве кільце, яке виконано з алюмінієвого сплаву АК4-1, який має високу теплопровідність зі зносостійким, антифрикційним, протикорозійним і протикавітаційним шаром, сформованим методом мікродугового оксидування (МДО) шля хом перетворення його в кристалічні окисли алюмінію глибиною 120... 150 мкм із твердістю робочої поверхні, що перевищує в 1,5...2 рази базову твердість кільця на основі сталевого сплаву. По даному винаходу на алюмінієвій шайбі не потрібне створення покриття із стороннього ма Комп’ютерна в ерстка Д. Шев ерун 4 теріалу, воно створюється з матеріалу самої шайби методом МДО, при цьому формується керамічний шар товщиною 130...150 мкм, що складається з кристалічних оксидів алюмінію високої твердості (HV 10000 - 24000 МПа). На відміну від традиційних покрить цей шар має ряд переваг: технологічність, кращу адгезію з матеріалом шайби, збільшує загальну пружність і міцність шайби, є корозійне і кавітаційне стійким, жароміцним, має більш високі трибологічні властивості в парах тертя з традиційними вуглеграфітовими композитними матеріалами. Технологія формування зміцненого шару екологічно чиста. Як показали дослідження, після тривалих випробувань водяного насоса на експлуатаційних режимах роботи двигуна при температурах ОР, більше 125°С и тиску, більше 0,5 МПа, знос робочих поверхонь як шайби з алюмінієвого сплаву зі зміцненим шаром, так і графітової шайби, був відсутній. Таким чином, перевага винаходу, який заявляється, полягає у тому, що завдяки використанню металевої шайби із алюмінієвого сплаву, зміцненого МДО, зменшується знос пар тертя і знижується тепловиділення, значно збільшується тепловідвід від контактної зони. Дослідні зразки торцевого ущільнення, виготовлені в КП ХКБД і НТУ "ХПІ", пройшли експериментальну перевірку і можуть бути рекомендовані для широкого застосування з метою збільшення ресурсу роботи водяних насосів двигунів внутрішнього згоряння, у тому числі з закритими високотемпературними системами охолодження. Джерела інформації: 1. Голубев А. И. Торцовые уплотнения вращающи хся валов. Изд. 2-е перераб. и доп. М.: Машиностроение, 1974 г. с. 116-117. 2. Майер Э. М12. Торцовые уплотнения. Пер. с нем.- М.: Машиностроение, 1978г., с. 101-110, с. 167. 3. Уплотнения и уплотнительная техника: Справочник / Л. А. Кондаков, А. И. Голубев, В. Б. Овандер и др. - М.: Машиностроение, 1986 г., с. 313 – 316 (прототип). Підписне Тираж 26 прим. Міністерство осв іт и і науки України Держав ний департамент інтелектуальної в ласності, вул. Урицького, 45, м. Київ , МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислов ої в ласності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601