Моделювання тертя за змочуваної площі контакту пари «ротор-статор» у двороторній вакуумній помпі
DOI:
https://doi.org/10.31734/agroengineering2020.24.131Ключові слова:
вакуумна помпа, коефіцієнт тертя, змащування, рух рідиниАнотація
Важливим чинником, що зумовлює надійність роботи виробу, є вибір конструкційних матеріалів, з яких виготовляються пари тертя вакуумних помп, тому розроблення науково-методичних підстав створення їх робочих органів є актуальною задачею. На основі аналізу наукових досліджень, передового виробничого досвіду, патентного пошуку щодо вакуумних помп нами встановлено, що експлуатаційно-технологічні показники роторних помп значно кращі, ніж в інших типів. Проте техніко-енергетичні показники вакуумних систем, такі як надійність, компактність, стабільність вакуумметричного тиску, подача та шумність, не повністю задовольняють існуючі вимоги.
Для підвищення ефективності роботи двороторної вакуумної помпи нами усунуто перетікання повітря через радіальний і торцеві зазори за допомогою встановлення у радіальні торцеві зони прилягання робочих органів ізотропних еластичних пластин, а також застосування змащування площ контакту тертьової пари «ротор-статор» водою.
Динаміка ньютонівської рідини змочування (змащування) описується рівнянням Нав’є – Стокса. Враховуємо, що рідина, яка є змащувальним середовищем, являє собою квазістатичний потік. У процесі обертання ротора ізотропна еластична вставка шириною а буде деформуватись і створюватиме зазор.
Моделювання роботи двороторної вакуумної помпи, зокрема тертя робочих органів, за присутності змочування площі контакту пари «ротор-статор» призвело до зменшення перетікання повітря через зазори і коефіцієнта тертя зі збільшенням кутової швидкості ротора. При цьому характер зміни коефіцієнта тертя є нелінійним і підпорядковується квадратичній характеристиці. Зі збільшенням кутової швидкості ротора понад рад./с і використання змащувальної рідини коефіцієнт тертя зменшується і наближається до лінійної характеристики.
Посилання
Anurev, V. Y. (2006). Spravochnik konstruktora-mashinostroitelia: spravochnyk. Moskva: Mashynostroenye.
Bartenev, H. M. (1967). Priroda i mekhanizm treniia kauchukopodobnykh polimerov v razlichnykh fizicheskikh sostoianiiakh. Mekhanika polimerov, 1967, 1, 123-155.
Bouden, F. P. (1968). Trenie i smazka tverdykh tel: ucheb. posobie. Moskva: Teibor.
Pichkova, A. V. (1977). Nasosy vakuumnye, shesterennie, vyntovye, porshnevie: kataloh VAMY. Leniynhrad.
Rongjian, S., Libo, W., Honghao, S., & He, L. (2015). Development of roots vacuum pump fault diagnosis software based on labview. Chinese hydraulics & pneumatics, 11, 21-25.
Sun, S. K., Zhou, Q., Wen, J., & Peng, X. Y. (2017). Three-dimensional numerical simulation and experimental validation of flows in working chambers of roots blowers with backflow design. IOP Science. Conf. Series: Materials Science and Engineering: 10th International Conference on Compressors and their Systems, 232, 1–10.
Syrotiuk, V. M., & Shtoiko, O. H. (2006). Pat. 18566 Ukraina: A01S3/04, u200605094; zaiavl. 10.05.2006; opubl. 15.11.2006, Biul. № 11.
Syrotiuk, V. M., Berezovetska, O. H., Haiduchok, V. M., & Berezovetskyi, S. A. (2008). Trybomekhanichni systemy vakuumnykh nasosiv z vdoskonalenymy rotoramy. Visnyk Lvivskoho natsionalnoho ahrarnoho universytetu: ahroinzhenerni doslidzhennia, 6, 138-142.
Sedov, L. Y. (1983). Mekhanika sploshnoi sredy: ucheb. dlia vuzov. (Vol. 1). Moskva: Nauka.
