Результаты экспериментального исследования резинокордных патрубков-задвижек Текст научной статьи по специальности «Механика и машиностроение»

3. Тушинский, Л. И. Теория и технология упрочнения металлических сплавов / Л. И. Тушинский. — Новосибирск : Наука. Сиб. отд-ние, 1990. — 306 с.

4. Васин, С. А. Резание материалов: Термодинамический подход к системе взаимосвязей при резании / С. А. Васин, А. С. Верещака, В. С. Кушнер — М. : Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2001. — 448 с.

5. Машков, Ю. К. Исследование поверхностного слоя стали, модифицированного фрикционно-электрическим методом / Ю. К. Машков, В. Р. Эдигаров, Н. Г. Макаренко // Технология металлов. — 2007. — № 3. — С. 28 — 32.

6. Байбарацкая, М. Ю. Упрочняющая фрикционно-электрическая обработка стальных поверхностей трения / М. Ю. Байбарацкая, А А. Пальянов, Ю. К. Машков // Трение и износ. — 2004. - № 25. - С. 434-439.

7. Аскинази, Б. М. Упрочнение и восстановление деталей машин электромеханической обработкой / Б. М. Аскинази. -М. : Машиностроение, 1989. — 200 с.

8. Инженерия поверхности деталей / Колл. авт. ; под ред. А. Г. Суслова. - М. : Машиностроение, 2008. - 320 с.

ЭДИГАРОВ Вячеслав Робертович, кандидат технических наук, доцент, начальник отдела организации научной работы.

ДЕГТЯРЬ Владимир Владимирович, начальник кафедры эксплуатации бронетанковой и автомобильной техники.

МАЛЫЙ Вячеслав Витальевич, кандидат технических наук, доцент кафедры эксплуатации бронетанковой и автомобильной техники.

Адрес для переписки: [email protected].

Статья поступила в редакцию 18.03.2013 г.

© В. Р. Эдигаров, В. В. Дегтярь, В. В. Малый

уДК 621.03:539.4 м. И. ТРИБЕЛЬСКИЙ

Омский государственный технический университет

РЕЗУЛЬТАТЫ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОГО ИССЛЕДОВАНИЯ РЕЗИНОКОРДНЫХ ПАТРУБКОВ-ЗАДВИЖЕК_________________________________

В работе приводятся методика и результаты экспериментального исследования усталостной выносливости резинокордных патрубков-задвижек по числу циклов открытия/ закрытия. Показано, что ресурс резинокордных патрубков-задвижек в 2—3 раза превышает ресурс (500—5000 циклов), гарантированный изготовителями аналогов — металлических задвижек с обрезиненным клином, и растет с увеличением диаметра патрубка.

Ключевые слова: резина, выносливость, резинокордный патрубок-задвижка, ресурс, цикл открытие/закрытие.

Введение. В ООО «НПП «Сибрезинотехника» выпускаются резинокордные патрубки (РКП) разных типоразмеров [1]. Они служат для компенсации монтажных, температурных и рабочих смещений соединяемых трубопроводов, снижения уровня вибрации и шума. РКП отличаются простотой конструкции, надежностью и долговечностью в эксплуатации, могут использоваться в водопроводно-канализационных хозяйствах, а также в химической, горнорудной, металлургической и целлюлозно-бумажной промышленности. РКП не имеют трущихся и изнашивающихся деталей, не подвержены коррозии и отложениям на поверхностях, контактирующих с жидкостью. Так как длина РКП каждого типоразмера соответствует длине стандартной задвижки, они могут устанавливаться вместо задвижек на период их ремонта. При установке дополнительного пережимающего устройства РКП могут использоваться и в качестве задвижек [2]. Данное техническое решение защищено патентом РФ [3].

Основной причиной, по которой сдерживается широкое внедрение резинокордных патрубков-задвижек (РКПЗ), является отсутствие экспериментальных данных на их усталостную выносливость по числу циклов открытия/закрытия. Данная статья направлена на устранение указанного пробела.

1. Экспериментальный стенд и методика проведения испытаний. Схема экспериментального стенда и его общий вид представлены на рис. 1 и 2 соответственно. Испытания на выносливость по числу циклов открытия/ закрытия проводились для минимального (Бу = 80 мм) и максимального (Бу=200 мм) типоразмеров РКП при рабочем давлении 1 МПа.

В начале испытаний устанавливалось минимальное расстояние 8<2И между губками в конце цикла перекрытия РКПЗ (рис. 3). В процессе испытаний величина 8 не менялась. Давление во внутренней полости РКПЗ поддерживалось практически постоянным благодаря подключению гидроаккумулятора (рис. 1).

Контроль состояния РКП производился внешним осмотром после каждой остановки стенда примерно через 1000...2000 циклов. Если в опытах не происходило разгерметизации из-за разрушения РКП, то испытания прекращались после достижения 105... 106 циклов перекрытия, поскольку металлические аналоги обеспечивают выносливость не более 5000 циклов перекрытия [4 — 6].

Основные испытания проводились без смазки губок. Нарушения герметичности РКПЗ и потери давления не происходило. Через некоторое число циклов ЫП наблюдалось появление пузырей вздутия (рис. 4)

ОМСКИЙ НАУЧНЫЙ ВЕСТНИК № 2 (120) 2013 МАШИНОСТРОЕНИЕ И МАШИНОВЕДЕНИЕ

МАШИНОСТРОЕНИЕ И МАШИНОВЕДЕНИЕ ОМСКИЙ НАУЧНЫЙ ВЕСТНИК № 2 (120) 2013

166

Подача гидравлики

А-й

Подача даб.пеп# Ьоздцха

1 Патрубок резинокордный

2 Пневморессора И-02

I Трубопровод гидравлики

4. Манометр контропя давления бобы 5 Кран шаровый 6. Гидроаккумулятор 7 Злектропневмопереклечатель В. Редуктор регулировки дабления Воздуха 9 Кран шаровый

Ю. Манометр контроля дабления воздуха

II Счетчик циклов

12. Линеика магнитная 1І Датчик безконтактний К. Пневмопровод

Рис. 1. Схема экспериментального стенда для циклических испытаний РКП

Рис. 2. Общий вид экспериментального стенда для циклических испытаний РКПЗ

в зоне набегания прижимной губки на поверхность РКП. Других видимых дефектов замечено не было.

Разрез резинокордного патрубка по зоне пузыре-ния (рис. 5, 6), произведённый после испытаний, показал, что данный эффект является следствием отслоения покровного слоя от резинокорда. Момент начала отслоения точно зафиксировать трудно. Поэтому за число циклов начала пузырения N П принималось число циклов, при котором впервые наблюдалось видимое пузырение.

2. Основные результаты экспериментального исследования РКПЗ. Испытания РКП на пережим без смазки губок дали следующие значения N П:

— для типоразмера РКП-80 при установленном значении 8=15 мм получено

^ = 7790, 12297, 18975, 24968

соответственно для четырёх последовательно появляющихся и отдельно отстоящих друг от друга пузырей (пузыри располагались сверху и снизу, справа и слева от губок);

— для типоразмера РКП-200 при установленном значении 8=16 мм пузырения не наблюдалось вплоть до прекращения испытаний при 751 159 циклах.

Для оценки влияния трения в паре губки — покровный слой для РКП-80 при тех же параметрах были проведены испытания с периодической смазкой поверхностей прижимных губок силиконом. Испытания показали повышение усталостной выносливости в сравнении с такими же испытаниями без смазки и были прекращены после NП= 100 000 без видимого пузырения.

Следует также отметить, что толщина покровного слоя до начала испытаний составляла 1= 1,8.2,0 мм,

Рис. 5. Разрез РКП-eG после испытаний

Рис. 3. Схема работы стенда на циклическое открытие/закрытие РКП

Рис. 4. Вспучивание покровного слоя РКП-eG в зоне пережима

тогда как после испытании измерение в сечении пузырей дало значения 1= 1,6...2,2 мм (рис. 6). Последнее объясняется неупругим характером деформирования покровного слоя в процессе испытаний.

Выводы. Циклические испытания резинокордного патрубка-задвижки показали, что по числу циклов открытия/закрытия выносливость резинокордного патрубка-задвижки превышает в 2.3 раза выносливость, гарантируемую аналогами — металлическими задвижками с обрезиненным клином.

Выносливость по вспучиванию растет с увеличением диаметра РКП и уменьшается с ростом степени пережима (уменьшения 5). С ростом давления полное перекрытие обеспечивается при меньшем 5, т.е. рост рабочего давления понижает ресурс РКП по вспучиванию.

Вспучивание покровного слоя не требует немедленной замены патрубка-задвижки, так как не приводит к утрате основных функций РКПЗ (потере герметичности).

Библиографический список

1. Резинокордные компенсационные патрубки, ООО «Сиб-резинотехника», проспект [Электронный ресурс]. — иИТ: http://srti.ru/patrubki/ (дата обращения: 23.04.2013).

Рис. б. Фрагменты разреза РКП-eG после испытаний

2. Резинокордные компенсационные патрубки-задвижки, ООО «Сибрезинотехника», проспект [Электронный ресурс]. — URL: http://srti.ru/patrubki-zadvizhki/ (дата обращения: 23.G4.2G13).

3. Пат. 22827668 Российская Федерация МПК51 F16K7/G6 Резинокордный компенсационный патрубок-задвижка / Три-бельский И. А., Афонин В. А., Трибельский М. И., Брей-тер Ю. Л. ; заявитель и патентообладатель И. А. Трибель-ский. — 2GG51G8266/G6 ; заявл. 23.G3.2GG5 ; опубл. 27.G8.2GG6, Бюл. № 24 — б с.

4. Задвижка с обрезиненным клином, ООО «ГРОСС», технический паспорт [Электронный ресурс]. — URL: http:// www.grossvalve.ru/wp-content/uploads/2G11/G5/Gross_zadviz-hka1.pdf (дата обращения: 23.G4.2G13).

5. Задвижка чугунная с обрезиненным клином, «Wenzhou Savvy Import & Export Co., Ltd», паспорт, руководство по эксплуатации [Электронный ресурс]. — URL: http://www.procon-sim.ru/files/Seagull-3Gvch39r-Pasp.pdf (дата обращения: 23.G4.2G13).

6. Задвижка стальная клиновая PN 1б с выдвижным шпинделем, ЗАО фирма «ПРОКОНСИМ», паспорт, руководство по эксплуатации [Электронный ресурс]. — URL: http://www. proconsim.ru/files/ZPA-3Gs41nz-Pasp.pdf (дата обращения: 23.G4.2G13).

ТРИБЕЛЬСКИЙ Михаил Иосифович, аспирант кафедры «Сопротивление материалов».

Адрес для переписки: [email protected]

Статья поступила в редакцию 24.04.2013 г.

© М. И. Трибельский

ОМСКИЙ НАУЧНЫЙ ВЕСТНИК № 2 (120) 2013 МАШИНОСТРОЕНИЕ И МАШИНОВЕДЕНИЕ