Повышение надежности и долговечности машин и механизмов 1 федеральное государственное бюджетное

Повышение надежности и долговечности деталей, механизмов, агрегатов, машин 
________________________________________________________________________________ 
73 
Рис. 1.
Основные причины поломок насосного оборудования
Одним из наиболее распространѐнных герметизаторов вала центробежного по-
жарного комбинированного насоса (НЦПК-40/100-4/400) является торцевое уплотне-
ние, представленное на (рис. 2) [3]. 
Торцевое уплотнение работает в непосредственном контакте с поверхностью 
вала. Вследствие высокой скорости вращения вала происходит нагрев трущихся эле-
ментов рабочей области уплотнения. Соответственно, воздействие температуры при-
водит смазочный элемент, который находится между сопряженными деталями, к ис-
парению и высыханию. При отсутствии смазочной оболочки температура в рабочей 
области уплотнения может достигать нескольких сот градусов Цельсия за несколько 
минут. Поэтому обжиг деталей из эластомеров является распространѐнным повре-
ждением торцевых уплотнений [3]. 
 
Рис. 2. 
Торцевое сильфонное уплотнение вала 

---

НАДЕЖНОСТЬ И ДОЛГОВЕЧНОСТЬ МАШИН И МЕХАНИЗМОВ 
________________________________________________________________________________ 
74 
Встречаются и другие неисправности торцевых уплотнений, например 
механические вибрации, которые приводят к увеличению нагрузки, действующей на 
каждую деталь торцевого уплотнения вала. Возникновение вибраций может быть 
вызвано трением жестких поверхностей элементов уплотнения о вал, а также износом 
подшипниковых узлов насосного оборудования. В результате механических вибраций 
повышается износ вращающейся поверхности вала, которая сопровождается осевыми 
царапинами. Трение сопряженных элементов в рабочей области уплотнения 
постоянно удаляет защитный оксидный слой с вала, что приводит к коррозии [3]. 
Повысить герметичность и увеличить рабочие характеристики пожарного насо-
са можно за счет применения новых уплотнительных устройств. 
На (рис. 3) представлено модельное магнитожидкостное уплотнение (далее) 
МЖУ, в котором источником магнитного поля являлся магнитный эластомерный ма-
териал в форме кольца [4]. 
Рис. 3.
Конструкция магнитожидкостного уплотнения: 1 

магнитопроводный вал;
2 

магнитное эластомерное кольцо; 3 

корпус уплотнения из полимерного материала;
4 

демпфирующим материалом служит пористая резина на основе каучука 
Для конструкции, представленной на (рис. 3), были проведены магнитные рас-
четы при помощи программы конечно элементного моделирования FEMM 4.2. Ре-
зультатами расчетов магнитной системы МЖУ являлось распределение магнитной 
индукции и картина магнитного поля, представленное на (рис. 3 а, б) [4]. 
а) б) 
Рис. 4.
Данные расчета: а) - распределение магнитного поля в рабочей зоне
магнитожидкостного уплотнения; б) - распределение магнитной индукции в рабочей области 
магнитожидкостного уплотнения 

---