Z E S Z Y T Y NAUK O WE P O L I T E C H N I K I Ś L Ą S K I E J Seria: G Ó R N I C T W O z. 113
________ 1981 Nr kol. 698
Gacek S P A Ł E K
S T A N O W I S K O DO B A D A N T R W A Ł O Ś C I PI ER Ś C I E N I U S Z C Z E L N I A J Ą C Y C H W AŁKI RUCH OW E Z P R O G R A M O W A N Ą S Y M U L A C O Ą
W A R U N K Ó W E K S P L O A T A C Y D N Y C H
S t r e s z c z e n i e . W o p ra co w an iu p r z e d s t a w i o n o k o ns tr u kc ję noweg o, or y - gi n al ne go st an ow i s k a do badań p ie r śc ie ni u s z c z e l n ia ję cy c h w a ł k i o b rotowe. O m ó wi o no p od st a wo we p a r a m et r y moż li we do z r e a li zo wa n ia na s ta no w i s k u ba d aw c z y m w p eł ny m cyklu z a u t o m a t yz ow a ne j sym u la cj i w a r un k ów pracy w ę z ł ó w usz cz el ni a ję cy ch .
1. Wstęp
P opr a wa s ku te c z n o ś c i e ks pl oa t ac yj ne j w ę z ł ó w u s zc ze l ni aj ęc y ch w a ł k i o b rotowe m aszyn r ob oczych stan o wi w s p ó ł c z e ś n i e , w aspe kc ie t r w a ło ś ci ow o- n ie - z awodn o śc io wy m . Jeden z i s t o t ni e js zy ch p r o b l em ó w te chnicznych. W zm echani
z owanych s y s t e ma c h urabiania, ładowania i t r an sp o r t u węgla k a mi en ne g o u- s zk od ze n ia u s zc ze ln i eń w a ł k ó w ob r ot ow yc h po woduję a w a r yj ne postoje maszyn rzędu k il k u n a s t u procent s u m a r y c z n e g o czasu postojów. Ponadto niedostatecz
na sk ut ec z n o ś ć u sz cz e l n i e ń jest p rz y czynę z n a c zn eg o z a n i e c z y s z c z e n i a ś r o d ków s m ar u j ę c e g o lub h yd ra ulicznego.
I tak np. z a n i e c z y s z c z e n i a oleju pyłem k o p a l n i a n y m w p r z e k ła dn ia c h zę
batych napę du m a sz yn przod ko w yc h s ię ga nwet 3 0 % o b j ę t o ś c i o w o , c o w k o n s e k w e n c j i pow od uj e z n a c zn e z in te n s y f i k o w a n i e p r o c es ów c i e r n o- z uż yc io w yc h w za
z ębien i ac h i łożyskach oraz ob n iż en ie trw ał oś c i przekładni.
Majęc na u wadze z a s y g n a l i z o w a n y p r ob le m techni cz n y w Instytucie Mecha
n iz ac ji Gó rn ic tw a P ol it e c h n i k i Slęskiej op ra co w a n o konc ep cj ę ,p ro je k t te ch niczny i w y k o n a n o o ry g in a l n e s t an ow i s k o bad aw c ze p r ze z n a c z o n e do badań p ie rś ci e ni us zc ze l n i a j ę c y c h w a ł k i obro to we w z a u t o m a t y z o w a n y m programie s y m ul ac ji p a r a m e t r ó w s tanu oleju, pr ęd k oś ci obrotowej i czasu badań.
2. B u d ow a s t an ow i s k a badaw cz eg o
S t a n o w i s k o do badań pi e rś c i e n i u sz cz e l n i a j ę c y c h (SBU-1) s kłada się z n as tę p u j ę c y c h głó wn yc h zespołów:
- głowi ca b a d a w c z a z z e s po łe m n ap ę d o w y m i układ em h y d ra u li cz ny m (rys.l), - z e sp ół p r o g r a m u j ę c o - s t e r u j ę c y z r a al iz ow ę ny na el em en t ac h elektrycznych
(rys. 2).
104 3« Spałak
H y S . 1. Widok g ł o w ic y badawczej z zesp oł em n a p ę do wy m i układem h y d r a u
licznym
G łowica ba dawcza jest z as ad n i c z y m ze społem stanowiska, u m o ż l i w i a j ą cym bada n ie typosz er eg u p i er śc ie n i u s z c z e l ni aj ąc y ch przy z adanych p a ra me trach: ci ś nienia i temper at ur y oleju, prędkości obrotowej i czasu cyklu b ad aw c z e g o przy ustalonej g eo metrii ws pó ł p r a c y w a ł e k - p i e r ś c i e ń u s zc ze l n i a jący (rys. 3).
Zespół na p ęd ow y składa się z siln i ka prądu stałe g o ob co w zb ud ne g o o m o cy 17,5 k W z tyry s to ro wy m układem regulacji pr ęd k oś ci obrotowej w zakre-
— 1
sie 0 - 3 0 0 0 min oraz p rz e kł ad ni pasowej zwi ę ks za ją c ej o prze ło że n iu u =
/ ,
U kł ad hy dr auliczny za pe wn ia zasilanie głowi c y badawczej o lejem o za da nym ciśnieniu w zakr es i e 0»>2 MPa i t em pe raturze 2 9 0 - 52 0 K (rys. 4).
S ta no w i s k o do b adań t rw ałości pierścieni.. 105
i & « # .
Rys. 2. '.Vidok' o góln y s za fy p r og ra mu j ę- co -sterujęcej
,J 1 ,01 ,U2 .02 - mie rn ik i n apięcia i prę- du w o bwodach sil ni ka napędowego. T t er mo regulator, n - licznik prędkości obrotowej, T - licznik czasu cyklu b a dawczego, Lp - licznik cykli b a d a w czych, P - programator, R32 - r e g ul a
tor p rędu w zb udzenia, 1,2 ,3 , 4, 5, 6, 7 - p rz yciski s te ro wa n ia ręcznego, A - s t e rowanie a utomatyczne, O - sterow a ni e
ręczne
3 . Charakterystyka parametrów badawczych stanowiska SBU-l
Ko n st r u k c j a st a no wi sk a b ad aw c ze go zapewnia:
- p r ow ad z en ie badań ty poszeregu p ie r śc ie ni u s z c z e l n i a j ę c y c h ,stoso wa ny ch w m as zy n ac h roboczych. Zakres śre d ni c p ie rś ci e ni uszc ze ln i aj ęc yc h u w a r u n k owany jest p os ia d an ie m o d p o wi e dn ic h w ym ie n n y c h w a ł k ó w i pokryw,
- m o ż l iw oś ć s y m u l ac ji ni ed o k ł a d n o ś c i tec h no lo gi c zn yc h, a zwłaszcza mimo- ś rodow oś c i o sa d za ni a pierśc i en i w za kresie O r l mm z d o kł adnością
0, 01 mm ,
- moż li wo ś ć pr ow a d z e n i a badań w pr og ra m ie a u to m a t y c z n y m lub ręcznym s t e r o waniu.
106 0. Spałek
Rys. 3. Przekrój głowicy- badawczej
1 - badane pierś ci e ni e u sz cz elniające, 2 - w y m i e n n e tuleje, 3 - w ymienne pokrywy
- z a c ho wa ni e p a r a m e t r ó w stanu oleju w granicach:
ciśnienie - p = 0-2. MPa, t em peratura - T = 290 -5 20 K,
- p r owadzenie b adań w pr og ramie badawczym Jako kombinacji: mimośrodowości o sa dzenia pierścieni, ci śn ie ni a i t em pe ra t ur y oleju, prędkości o b ro t o
wej w za kresie 0 - 60 00 m i n -1 oraz czasu badań danego cyklu w zak re si e od 1 do 99 g o d z . ,
S ta no w i s k o do b adań tr w ałości p ie rś cieni.. 107
Rys. 4. Szkic u kładu h y dr au l i c z n e g o s t a n o w i s k a do b ad ań p i er śc ie n i u s z c z e l ni a ję cy ch
- r ea li za c ję pro gr am u badań zł o żo ne go z n a s t ę p u j ą c y c h cykli:
cykl 1 - praca na tzw. "wolny w y l e w ” , ciś ni e ni e ol ej u p t e m p e ratura oleju T w y n i k a z ciepła w y d z i e l a j ą c e g o się w w ę źle u s z c z e l n i a j ą c y m pr z y zadanej p rę dk o ś c i ob ro towej n 1#
cykl 2 - praca przy założonym, u t r z y m y w a n y m przez z a w ó r e l e k t r o m a g n e t y c z n y c iś n ie ni u p k o n t r o l o w a n y m przez m a n o me t r k o n t a k t o w y o r az zadanej p r ę d k o ś c i obrotowej
cykl 3 - praca na tzw. “w o l n y wylew " z o k r e ś l o n ę t e mp er a tu rę T utrzym yw a na przez układ termost at u ją cy . C i ś n ie ni e p =
= pQ ora z p r ęd k o ś ć o b r o t ow a n^,
cykl 4 - praca pr zy z a ł o ż o n y m ci ś ni en iu p, t e m pe ra t ur ze T oraz zadanej pr ę dk oś ci obrotowej Oj,
cykl 5 - praca przy braku o l ej u w głowicy; tzw. cykl odsysania, cykl 6 , 7 , 8 - praca jak przy o mó wi o ny ch cykl ac h 3, 4 i 5 , lecz prz y in
nej pr ęd k oś ci obrotowej n2<
Prog ra m b a d a w c z y moż e być reali za c ję odd zi el n a w y m i e n i o n y c h c ykli przy s te ro w a n i u ręcznym lub też może s t a n o w i ć dowolnę ich ko m bi n a c j ę w progra-
108 0. Spałek
mio automa ty cz n ym . Pełne w yk o r z y s t a n i e wszyst ki c h cykli badawczych tworzy program au to m atycznej reali z ac ji o czasie łącznym około 8000 godz,
4. P o ds um o wa ni e
Z ap ro j e k t o w a n e i w y k o n a n e stano wi sk o b adawcze p ierścieni u s z c z e l n i a j ą cych wałki o b r o t ow e pozw a la na zrealizo w an ie pełnego programu symulacji warunków, m o ż l i w y c h do w y st ą p i e n i a w prccesie e ks pl oa t ac yj ny m maszyn. Z a sadniczą zaletę tego s ta n ow i s k a jest pełna z a ut om at y zo wa na kontrola p o d s ta wowych p a r a m e t r ó w badawczych, jak: prędkość obrotowa, ciśnienie i tem
p eratura ciec zy roboczej, czas trwania cyklu i p rogramu b a da wc z e g o . R a c j o nalne w y k o r z y s t a n i e mo żl i wo śc i b adawczych s ta no w is ka pozwoli na u d z ie le nie s z er eg u o dp ow i e d z i o c harakterze p oz na w cz ym i utylit a rn ym w rozwija
jącej się nowej d ys cy p l i n i e naukowej - hermetol og ii . Wyniki uzyskane w ba
d a n i ac h t r w a ł o śc io wy c h pierści en i uszcze l ni aj ąc y ch wg okreś lo ne g o p r o g r a mu mogą być pod st a wą do o p ra co wa n ia w yt yc z ny ch popra wy skut e cz no śc i ek s
p lo at acyjnej k o n kr et ny c h rozwiązań w ę z ł ó w us z cz elniających.
L IT ER A T U R A
1 O r l a c z 0.: Mo żliwość podw y żs ze ni a trwałości e k sploatacyjnej górniczych p r z e n o ś n i k ó w zg rzebłowych. "E ksploatacja maszyn w górnictwie". Szkoła Naukowa, W r o c ła w s t yc z eń 1980.
2 Spałe k 0.: Pro bl em y trybolog ic zn e w ma sz ynach górniczych przodkowych.
T e c h n i k a Sm ar ow n i c z a - Trybologia, nr 4. 1977.
Wpły n ęł o do Reda k cj i w kwietniu 1981 r.
R e c e n z e n t : Doć. dr inż. Karol Reich
K c n m a ie J ib H b iii c i e i w n p o ^ H o c iH K o a e a , ynaoT H aK >nax B pam ajom aeca B a j a n a o nporpaM M apobaH H oid am yju m ueft y c a o B a a 3 x c iu iy a T a n a a
P e 3 b u e
B p a ó o i e npeACiaBJieHa x o H C i p y x m t a „ h o b o t o o p a r a H a a b H o r o K c n u i a i e a b H o r o c T e H A a K o a e L , ynjioTHHK>mHx B p a s a B m a a c a B a j a n a . O O c y s j e H u u C H O o a a e capaaeipŁi, K o i o p u e u o a a o p e a z a 3 0 B a i Ł H a a c n K i a i e a b H O M c i e H A e b m j i h o m u a n a e a a i o u a t a - a a p o B a a n o a c a M y a a u a a ycaoBaii p a S o i u ynaoiHaTezbatoc y a a o a .
/
4
St a no w i s k o do badart tr wa l ot cl p i e r 6 c i e n i y . 109
Test st an d to d et e rm in e d u r a b i l i t y of shaft seal rings with progr am m ed s i m u l a t i o n of s e r vi c e c onditions
S u m m a r y
T he p a pe r gives a d e sc ri p t i o n of a ne w and org i na l s t an d to test shaft seal rings. B a s ic pa ra m e t e r s of the st an d at ta i n a b l e in c omplete cycle of au t om a t i z e d s i m u l a t i o n of serv ic e condit io ns have be a n di sc us s ed as well.
