Разработка аспиранта ОмГТУ повысит долговечность компрессорной техники

Современное машиностроение уделяет повышенное внимание надежности и долговечности машин в условиях массового и серийного производства. Исследовать эту тематику решил и аспирант Омского государственного технического университета Роман Кобыльский. Молодой ученый занимается разработкой цилиндро-поршневых уплотнений под руководством профессора кафедры «Холодильная и компрессорная техника и технология» ОмГТУ, доктора технических наук Владимира Юши.

Цилиндро-поршневые уплотнения – один из наиболее ответственных узлов поршневой ступени, который отвечает за производительность компрессорного агрегата. По словам аспиранта, существующие в настоящее время уплотнения не способны обеспечить качественную работу ступени – по истечении 2 тысяч часов они подлежат замене.

В исследуемой разработке планируется использование манжета в качестве цилиндро-поршневых уплотнений, которые способны обеспечить высокую герметичность рабочей камеры. Такое уплотнение сможет работать до 100 тысяч часов без замены в бессмазочных компрессорных ступенях среднего и высокого давления, в роли которой выступает тихоходная длинноходовая ступень, уникальная своими параметрами рабочего процесса и конструкцией.

Определенное влияние на работу уплотнения имеет давление рабочей среды. Принцип работы манжетных уплотнений основан на воздействии давления газа на рабочую кромку, которая прижимается к зеркалу цилиндра и обеспечивает плотный контакт, гарантирующий герметичность соединения. Эластичная кромка манжета изготавливается с предварительным натягом таким образом, что при установке в цилиндр она деформируется и сдавливает упругий элемент (экспандер), который обеспечивает постоянное поджатие ее к стенкам цилиндра, увеличивая силу прижатия при возрастании давления рабочей среды. С увеличением силы прижатия, то есть при увеличении давления в цилиндре, возрастает износ материала.

Роман Кобыльский, аспирант ОмГТУ: «Мы исследуем работу манжетных уплотнений на тихоходных длинноходовых ступенях, экспериментальные стенды которые находится на кафедре «Холодильная и компрессорная техника и технология». На данном этапе мы разработали и подготовили к проведению экспериментальных исследований усовершенствованную тихоходную длинноходовую ступень с двумя поршнями, движущимися навстречу друг к другу. Ступень позволит достичь намеченной цели – долговечности манжетных уплотнений. Далее мы планируем провести целый ряд экспериментов, используя манжетные уплотнения из разных материалов, и определить коэффициент трения, износ, количество циклов до разрушения, контактные напряжения и прочее. В исследовании приняли активное участие студенты кафедры, которые помогали в разработке и сборе функционирующего агрегата».

Исследование Романа применимо для ведущих организаций страны и научно-исследовательских центров, которые занимаются массовым производством компрессоров, работают без применения смазки. Особое значение разработка будет иметь для автономных объектов, на которых трудно либо нецелесообразно осуществлять ремонт изношенных сопряженных элементов.