Просочення сальникової набивки

1 Просочення сальникової набивки, що ю ^о ю 50459 водневого зносу Технічний результат ВІДПОВІДНО ДО ДІЙСНОГО винаходу досягається тим, що просочення сальникової набивки містить мідний або бронзовий порошок у КІЛЬКОСТІ 10-ь30% від обсягу просочення сальникової набивки, решта змащувальні та антифрікційні матеріали Порошок має гранулометричний склад менший ніж 0,1мм (Порошок з МІДІ марки ПМС-2, або з бронзи-марки Бр-С ЗО) Працює сальникова набивка в такий спосіб При обертанні вала між сальниковою набивкою і валом протікає процес тертя ковзання з підвищенням температури в зоні тертя Присутність мідного або бронзового порошку, як матеріалу з високою теплопровідністю, відводить тепло від зони тертя до зовнішньої втулки, у результаті чого температура в зоні тертя істотно не підвищується, що сприяє більш тривалій роботі сальникового ущільнення Додаткове введення у ВІДОМІ КОМПОЗИЦІЇ про сочень сальникових набивок мідного або бронзового порошку виконує функцію тепловідводу від зони тертя, тобто від поверхні зіткнення сальникової набивки з поверхнею вала Саме в цій зоні внаслідок тертя ковзання розвиваються високі температури, особливо при великих швидкостях обертання вала і великих тисків стиску сальникової набивки Дослідження зносу сальникових ущільнень, проведені авторами, показують, що багато ущільнень виходять із ладу внаслідок того, що вони буквально "згоряють" від розвитку високих температур у зоні тертя Зниження температури в зоні тертя забезпечується дуже великою теплопровідністю МІДІ (0,923кал /см с град) або бронзи (0,710кал/см с град), що в сотні разів вища, ніж теплопровідність просочення сальникової набивки відомих конструкцій Особливо низький коефіцієнт теплопровідності має nTFE/політетрафторетілен/О.ОООбкал /см с град , часто застосовуваний у набивках через низький коефіцієнт тертя Проте, при досягненні температури 260°С nTFE починає інтенсивно розкладатися з виділенням токсичних легколетучих з'єднань - фтористого вуглецю, перфторізобутилена, окису вуглецю і водню, який збільшує водневий знос При цьому ці гази є корозійноактивними і швидко руйнують поліровану поверхню вала, унаслідок чого тертя в зоні контакту ще більше зростає, а ВІДПОВІДНО зростає і температура У кінцевому рахунку вузол ущільнення з відомими просоченнями набивок швидко руйнується При ПІДТЯЖЦІ сальникової набивки із запропонованим просоченням, внаслідок малих розмірів частин (менших 0,1мм), мідний або бронзовий порошок витискується в зону тертя, знову приходить у зіткнення з валом і забезпечує кращий контакт і найвищий тепловідвод від зони тертя в радіальному напрямку до зовнішньої втулки Частини порошку розміром більше 0,1мм не витискуються з сальникової набивки при її стисненні Тому розміщення мідного або бронзового порошку в просоченні сальникової набивки вирішує задачу зниження температури в зоні тертя, запобігає прискореному зносу Інша задача, розв'язувана дійсним винаходом - це створення умов у зоні тертя для беззносового тертя, обумовленого ефектом Ребіндера Авторами дійсного винаходу встановлено, що при роботі насосів із сальниковими набивками з просоченням, яке містить мідний або бронзовий порошок, у зоні тертя між валом і набивкою створюється сервовидна плівка із суміші пластично деформованих часток МІДІ і матеріалу набивки, при цьому як поверхня вала так і поверхня набивки, що прилягає до вала, покриваються тонким прошарком МІДІ (бронзи) товщиною 1-2мкм Має місце умова виборчого переносу МІДІ (бронзи) із просочення як на поверхню вала, так і на поверхню сальникової набивки У процесі тертя молекули у середині сервовидної плівки переміщуються за принципом дифузійно-вакансійного механізму з малою витратою енергії, що призводить до різкого зниження тертя і зносу При роботі просочення у набивці об вал, труться МІДНІ (бронзові) плівки на валу і набивці один по одному, у результаті водень менше виділяється при трибодеструкцм Він не може перебороти бар'єр із мідної (бронзової) плівки на сталевому валі, у результаті чого водневий знос, що є головною частиною загального зносу при терті без МІДІ, у даній набивці з просоченням практично відсутній Все це разом узяте різко знижує знос сальникової набивки і вала і забезпечує герметичність сальникового вузла значно більший термін у порівнянні з просоченнями, що не містять мідного або бронзового порошку Таким чином, при роботі запропонованого просочення сальникової набивки з мідним або бронзовим порошком досягаються три технічні результати 1-й - Створення умов для беззносового тертя за рахунок утворення сервовитних плівок з МІДІ (бронзи) на валі і набивці, що охороняє вал і набивку від зносу 2-й - ВІДВІД тепла з зони тертя мідним або бронзовим порошком, які мають високу теплопровідність, у сотні раз перевищуючу теплопровідність застосовуваних матеріалів для виготовлення сальникових набивок 3-й - Запобігання водневого зносу, внаслідок створення сервовідних плівок -бар'єрів до просування водня у поверхні вала і набивки Результати порівняльних ІСПИТІВ запропонованого просочення набивки і просочень набивок головних фірм подані в таблиці Запропоноване просочення містило порошок мідний ГОСТ 4960-75, марка ПМС-2 гранулометрічного складу менш ніж 0,071мм, або порошок з бронзи ГОСТ 493-54, марка Бр-С30 (мідь70%,свинець-30%), у КІЛЬКОСТІ 1О-ьЗО%, графіт 12-5-18%, ПТФЕ - 15*20%, залишок - змащування з теплостійкими присадками 50459 Таблиця Термін роботи в часах сальникового вузла з набивкою із запропонованим просоченням і набивками з просоченням фірми Burgmann і фірми Garlock Параметри Термін служби в часах сальникової набивки Запропоноване Просочення саль- Просочення сальЗапропоноване просочення з никової набивки никової набивки просочення з мідбронзовим поро- фірми Burgmann фірми Garlock ним порошком шком Araflon 6426 Whitepak -6000 Середовище Вода, 100°С, 225м/с рН=6 40кг/ск 1160 1100 805 546 740 780 520 476 Соляно-кислі СТОКИ рН=3,8 25°С 40кг/см2 25м/с З приведених у таблиці даних випливає, що використання запропонованого просочення набивок призводить до збільшення терміна експлуатації сальникового вузла в 1,4 рази у порівнянні з просоченням сальникової набивки фірми Burgmann і більш, ніж у 1,6 рази у порівнянні з просоченням сальникової набивки фірми Carlock, у випадку перекачування насосами гарячих води і соляно-кислих розчинів Іспити також показали, що при ЗМІСТІ МІДНОГО або бронзового порошку менше 10% і більше 30%, термін служби ущільнення починає знижуватися ДП «Український інститут промислової власності» (Укрпатент) вул Сім'ї Хохлових, 15, м Київ, 04119, Україна ( 0 4 4 ) 4 5 6 - 2 0 - 90 ТОВ "Міжнародний науковий комітет" вул Артема, 77, м Київ, 04050, Україна (044)216-32-71