10.14489/hb.2025.08.pp.078-081

2025, 08 август (August)

DOI: 10.14489/hb.2025.08.pp.078-081

Ващишина А. П., Лукашова Е. В., Кленичева А. Ю., Ващишин С. П.
АНАЛИЗ ПРИЧИН ИЗНОСА ТОРЦОВЫХ УПЛОТНЕНИЙ НАСОСОВ И СПОСОБЫ ИХ УСТРАНЕНИЙ
(с. 78-81)

Аннотация. Анализ отказов торцовых уплотнений показал, что основной причиной выхода их из строя является перегрев и недостаток смазочных средств в результате сухого хода насоса. Не прекращаются попытки решить проблему перегрева торцовых уплотнений в отечественной и современной науке. В настоящей статье рассмотрены способы уменьшения перегрева с помощью смазочных средств. Смазывание в уплотнениях происходит в результате образования микроэластогидродинамической (микроЭГС) пленки между шероховатой поверхностью уплотнения и валом. Теория микроЭГС объясняет образование пленки между микронеровностями уплотнения и валом, но не объясняет насосное действие уплотнения. Смазочный материал при высоких скоростях сдвига будет иметь неньютоновский характер, что приведет к уменьшению трения. Торцовые уплотнения смазываются консистентной смазкой, либо масляной, в зависимости от условий эксплуатации. Механизм действия неньютоновского смазочного материала будет отличаться от смазывания масляными смазками. Консистентные смазки значительно отличаются от тех же масел наличием добавок загустителя, придающих ей неньютоновское поведение. Определены основные причины сокращения срока службы торцовых уплотнений. Неподвижная перегородка для смазки препятствует ее циркуляции, что приводит к повышению температуры кромки, а также возникновению областей «сухого» трения. Частицы износа и загрязнений накапливаются под выступом, что увеличивает износ. Однако, в данном случает частицы загрязнений, попавшие под выступ, улавливаются перегородкой для смазки, при этом они не попадают в контакты подшипника. Это увеличит срок службы подшипника, несмотря на сокращение срока службы уплотнения.

Ключевые слова: торцовые уплотнения; износ; смазочный материал; триботехнические покрытия.

Vashchishina A. P., Lukashova E. V., Klenicheva Yu., Vashchishin S. P.
ANALYSIS OF THE CAUSES OF WEAR OF THE MECHANICAL SEALS OF PUMPS AND WAYS TO ELIMINATE THEM
(pp. 78-81)

Abstract. After analyzing the failures of mechanical seals, it was found that the main reason for their failure is overheating and lack of lubricants as a result of dry running of the pump. Attempts to solve the problem of overheating of mechanical seals in domestic and modern science do not cease. This article considers methods for reducing overheating using lubricants. Lubrication in seals occurs as a result of the formation of a microelastohydrodynamic (micro-EGD) film between the rough surface of the seal and the shaft. The micro-EGD theory explains the formation of a film between the microroughness of the seal and the shaft, but does not explain the pumping action of the seal. At high shear rates, the lubricant will have a non-Newtonian character, which will lead to a decrease in friction. Mechanical seals are lubricated with consistent grease or oil, depending on the operating conditions. The mechanism of action of a non-Newtonian lubricant will differ from lubrication with oil lubricants. Greases differ significantly from the same oils by the presence of thickener additives, which impart non-Newtonian behavior. Let us determine the main reasons for the reduction in the service life of mechanical seals. A stationary partition for lubricant prevents its circulation, which leads to an increase in the edge temperature, as well as the occurrence of dry friction areas. Wear particles and contaminants accumulate under the protrusion, which increases wear. However, in this case, contaminant particles that get under the protrusion are captured by the partition for lubricant, while they do not get into the bearing contacts. This will increase the service life of the bearing, despite the reduction in the service life of the seal.

Keywords: Mechanical seals; Wear; Lubricant; Tribotechnical coatings.

+ - Информация об авторах (About the Authors) Click to collapse

Рус

А. П. Ващишина, Е. В. Лукашова, А. Ю. Кленичева, С. П. Ващишин (Брянский государственный технический университет, Брянск, Россия) E-mail: Данный адрес e-mail защищен от спам-ботов, Вам необходимо включить Javascript для его просмотра.

Eng

A. P. Vashchishina, E. V. Lukashova, A. Y. Klenicheva, S. P. Vashchishin (Bryansk State Technical University, Bryansk, Russia) E-mail: Данный адрес e-mail защищен от спам-ботов, Вам необходимо включить Javascript для его просмотра.

+ - Библиографический список (References) Click to collapse

Рус

1. Lebeck A. O. Principles and design of mechanical face seals. John Wiley & Sons: New York. 1991. P. 800.
2. Жанахутдинов С. Г., Богомолов А. В. Способы отвода тепла от поверхностей торцевых уплотнений // Наука и техника Казахстана. 2019. № 4. C. 90–94.
3. Pape J. G. Fundamental research on a radial face seal // ASLE Trans. 1968. No. 11. P. 302–309.
4. Li C. H. Thermal deformation in a mechanical face seal // ASLE Trans. 1976. Vol. 19, No. 2. P. 146–152.
5. Barber J. R. Thermoelastic instabilities in the sliding of conforming solids // Proc R Soc A. 1969. Vol. 312. P. 381–394.
6. Engqvist H., Botton G. A., Ederyd S., Phaneuf M., Fondelius J., Axen N. Wear phenomena on WC-based face seal rings // International Journal of Refractory Metals and Hard Materials. 2000. Vol. 18. No. 1. P. 39–46.
7. Prysyazhnyuk P., Lutsak D., Vasylyk A., Shihab T., Burda M. Calculation of surface tension and its temperature dependence for liquid Cu-20Ni-20Mn alloy // Metallurgical and Mining Industry. 2015. No. 12. P. 346-350.
8. Prysyazhnyuk P. M., Shihab T. A., Panchuk V. H. Formation of the Structure of Cr3C2–MNMts 60-20-20 Cermets // Mater. Sci. 2016. Vol. 52. No. 2. P. 188–193.
9. Prem E., Vogt R., Hüttinger A., Hermes J., Woppermann M. Getriebeabdichtung der nachsten Generation, Antriebstechnik. No. 6. 2017. P. 26–29.

Eng

1. Lebeck, A. O. (1991). Principles and design of mechanical face seals. John Wiley & Sons.
2. Zhanakhutdinov, S. G., & Bogomolov, A. V. (2019). Methods of heat removal from end seal surfaces. Nauka i tekhnika Kazakhstana, (4), 90–94. [in Russian language]
3. Pape, J. G. (1968). Fundamental research on a radial face seal. ASLE Transactions, (11), 302–309.
4. Li, C. H. (1976). Thermal deformation in a mechanical face seal. ASLE Transactions, 19(2), 146–152.
5. Barber, J. R. (1969). Thermoelastic instabilities in the sliding of conforming solids. Proceedings of the royal society A, 312, 381–394.
6. Engqvist, H., Botton, G. A., Ederyd, S., Phaneuf, M., Fondelius, J., & Axen, N. (2000). Wear phenomena on WC-based face seal rings. International journal of refractory metals and hard materials, 18(1), 39–46.
7. Prysyazhnyuk, P., Lutsak, D., Vasylyk, A., Shihab, T., & Burda, M. (2015). Calculation of surface tension and its temperature dependence for liquid Cu-20Ni-20Mn alloy. Metallurgical and mining industry, (12), 346–350.
8. Prysyazhnyuk, P. M., Shihab, T. A., & Panchuk, V. H. (2016). Formation of the structure of Cr₃C₂–MNMts 60-20-20 cermets. Materials science, 52(2), 188–193.
9. Prem, E., Vogt, R., Hüttinger, A., Hermes, J., & Woppermann, M. (2017). Gearbox sealing of the next generation. Antriebstechnik, (6), 26–29.

+ - Заказать электронную версию статьи (Purchase digital version of a single article) Click to collapse

Рус

Статью можно приобрести в электронном виде (PDF формат).

Стоимость статьи 700 руб. (в том числе НДС 20%). После оформления заказа, в течение нескольких дней, на указанный вами e-mail придут счет и квитанция для оплаты в банке.

После поступления денег на счет издательства, вам будет выслан электронный вариант статьи.

Для заказа скопируйте doi статьи:

10.14489/hb.2025.08.pp.078-081

и заполните форму

Отправляя форму вы даете согласие на обработку персональных данных.

Eng

This article is available in electronic format (PDF).

The cost of a single article is 700 rubles. (including VAT 20%). After you place an order within a few days, you will receive following documents to your specified e-mail: account on payment and receipt to pay in the bank.

After depositing your payment on our bank account we send you file of the article by e-mail.

To order articles please copy the article doi:

10.14489/hb.2025.08.pp.078-081

and fill out the form