ОБҐРУНТУВАННЯ КОНСТРУКЦІЇ СКЛАДОВИХ ТРАНСПОРТНИХ МАШИН З ВРАХУВАННЯМ ТЕРМОДИНАМІЧНИХ ПРОЦЕСІВ РОЗГЕРМЕТИЗАЦІЇ УЩІЛЬНЮЮЧИХ ЕЛЕМЕНТІВ

Анотація

Мета та завдання. Дослідження фізико-механічних процесів, які супроводжують експлуатаційний цикл конвеєрних роликів з метою становлення основних факторів що впливають на ресурс і обґрунтування конструкції ущільнення для забезпечення максимального строку експлуатації і витрат виробництва. Для досягнення поставленої мети встановлено закономірності основних процесів, що супроводжують експлуатаційний цикл конвеєрного ролика, теплове розширення і охолодження простору ролика - “дихання”, нагрів ролика від атмосферного впливу, тертя ролика по конвеєрній стрічці і у підшипниках; створенно модель термодинамічної рівноваги елементів ролика, що поєднує основні процеси, що супроводжують експлуатаційний цикл; створено єдині рекомендації, які дозволять забезпечити максимального строк експлуатації і витрат виробництва конвеєрних роликів.

Результати дослідження. За результатами аналітичних досліджень основних процесів, що супроводжують експлуатаційний цикл конвеєрного ролика теплове розширення і охолодження простору ролика встановлено суттєве нагрівання простору ролика до 40ºС. Нагрів ролика призводить до ряду негативних явищ, серед яких можливо відділити нагрів змазки з втратою реологічних властивостей, нагрів ущільнень з втратою герметичністю, нагрів підшипників до температур близьких до критичних(90ºС). Зміна середньої температури ролика може призвести до суттевих значень зміни тиску (14600Па) за умов повної герметичності. Даний знакозмінний перепад тиску не можуть витримати жодне з відомих ущільнень які застосовуються для конвеєрних роликів. Для лабіринтних ущільнень при нагріванні відбувається повне вирівнювання тиску до рівня атмосферного, що породжує ефект “дихання”. У процесі “дихання” з вологе повітря конденсує певну кількість води, що  шляхом електрохімічної корозії здатна повністю зруйнувати любу конструкцію конвеєрного ролика. Доведено неможливість герметизації простору конвеєрного ролика відомими конструкціями лабіринтних ущільнень, що потребує розробки нових технічних рішень щодо модернізації.

Наукова новизна. Створено модель термодинамічної рівноваги елементів ролика, що поєднає основні процеси, що супроводжують експлуатаційний цикл. Створена модель термодинамічної рівноваги елементів ролика показує лінійну залежність зміни температури нагріву від навантаження, опорів кочення підшипника і обичайки ролика.

Висновки та практичне значення. Рішенням, що дозволить мінізувати процес “дихання” ролика є ізоляція простору ущільнень і підшипників від внутрішнього простору ролика. Для реалізації даного рішення необхідно до кожного підшипника додати додатковий ряд ущільнень з протилежної сторони від зовнішньої. Також для зменшення ефекту “дихання” ролика через ущільнення доречно розгерметизовати простір ролика..

Ключові слова: конвеєр, лабіринтні ущільнення, нагрів, опір кочення, температура.