agroengineeringАгроинженерияAgricultural Engineering (Moscow)2687-11492687-1130РГАУ-МСХА10.26897/2687-1149-2023-4-76-80agroengineering-630Research ArticleТЕХНИЧЕСКИЙ СЕРВИС В АПКTECHNICAL SERVICE IN AGRICULTUREВлияние браслетной пружины на контактную нагрузку в соединении «Вал-манжета»Influence of the band spring on the contact load in the shaft-seal connectionhttps://orcid.org/0000-0003-3202-8799МельниковО. М.MelnikovO. M.

Мельников Олег Михайлович - канд. техн. наук

Scopus Author ID: 57209744643

127550, г. Москва, ул. Тимирязевская, 49

Oleg M. Melnikov - СSс (Eng)

 Scopus Author ID: 57209744643

127550, Moscow, Timiryazevskaya Str., 49

melnikov@rgau-msha.ruhttps://orcid.org/0000-0002-7676-4344СеровН. В.SerovN. V.

Серов Никита Вячеславович -канд. техн. наук, доцент

Scopus Author ID: 57226809065

127550, г. Москва, ул. Тимирязевская, 49

Nikita V. Serov - СSс (Eng), Associate Professor

Scopus Author ID: 57226809065

127550, Moscow, Timiryazevskaya Str., 49

n.serov@rgau-msha.ruhttps://orcid.org/0000-0002-4222-3726ГамидовА. Г.GamidovA. G.

Гамидов Абдурахман Гаджиевич -канд. техн. наук, доцент

Scopus Author ID:57224404150

127550, г. Москва, ул. Тимирязевская, 49

Abdurakhman G. Gamidov - СSс (Eng), Associate Professor

Scopus Author ID: 57224404150

127550, Moscow, Timiryazevskaya Str., 49

n.serov@rgau-msha.ruЛапаевА. В.LapaevA. V.

Лапаев Андрей Валентинович - старший преподаватель

127550, г. Москва, ул. Тимирязевская, 49

Andrey V. Lapaev - senior lecturer

127550, Moscow, Timiryazevskaya Str., 49

a9162968177@yandex.ruhttps://orcid.org/0000-0002-5870-7960ПавловА. Е.PavlovA. E.

Павлов Александр Егорович - д-р техн. наук, доцент

 Scopus Author ID:60069979

127550, г. Москва, ул. Тимирязевская, 49

Alexander E. Pavlov - DSc (Eng), Associate Professor

Scopus Author ID:60069979 

127550, Moscow, Timiryazevskaya Str., 49

pavlov@rgau-msha.ruРоссийский государственный аграрный университет – МСХА имени К.А. ТимирязеваРоссияRussian State Agrarian University – Moscow Timiryazev Agricultural AcademyRussian Federation2023080920232547680Copyright © Мельников О.М., Серов Н.В., Гамидов А.Г., Лапаев А.В., Павлов А.Е., 20232023Мельников О.М., Серов Н.В., Гамидов А.Г., Лапаев А.В., Павлов А.Е.Melnikov O.M., Serov N.V., Gamidov A.G., Lapaev A.V., Pavlov A.E.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://agroengineering.timacad.ru/jour/article/view/630

Манжеты резиновые армированные служат в качестве уплотнений подшипниковых узлов. Надёжная работа обеспечивается прижатием рабочей кромки манжеты к валу. На контактную нагрузку в соединении влияет усилие, создаваемое браслетной пружиной. Представленная методика позволяет определить удельную контактную нагрузку рабочей кромки манжеты на вал от браслетной пружины в зависимости от параметров манжет и пружин. Для проверки адекватности методики исследована партия манжет армированных 1.1‑45×65‑1 ГОСТ 8752‑79 в количестве 25 шт. Теоретические расчеты контактного усилия от действия пружины составили 2,64…3,804 Н, удельные контактные нагрузки – 0,098…0,153 Н/мм, а по экспериментальным данным – соответственно 2,75…3,50 Н и 0,102…0,141 Н/мм. Высокая сходимость подтверждает верность представленных расчётных зависимостей. Установлено, что параметры манжет имеют большой разброс, что не позволяет достаточно точно рассчитать удельную нагрузку в соединении «Вал-манжета». Для увеличения точности показаний необходимо уменьшать допуски на размеры резинотехнических изделий.

Reinforced rubber seals are used in bearing assemblies. Their reliable operation is ensured by pressing the working edge of the seal to the shaft. The contact load in the connection is affected by the force generated by the band spring. The presented method is used to determine the specific contact load of the working edge of the seal on the shaft offered by the bracelet spring, depending on the parameters of the seals and springs. To check the adequacy of the methodology, the authors studied a batch of reinforced seals 1.1‑45×65‑1 GOST 8752‑79 in the amount of 25 pcs. Theoretical calculations of the contact force from the action of the spring were 2.64 to 3.804 N, specific contact loads – 0.098 to 0.153 N/mm, and according to experimental data – 2.75 to 3.50 N and 0.102 to 0.141 N/mm, respectively. High convergence confirms the correctness of the presented calculated dependencies. It has been established that the parameters of the seals have a large spread, which hampers accurate calculation of the specific load in the “shaft-seal” connection. To increase the accuracy of readings, it is necessary to reduce the tolerances on the dimensions of rubber products.

вал-манжетаманжеты резиновые армированныепараметры манжетудельные контактные нагрузкидавление браслетной пружиныдопускshaft-seal connectionreinforced rubber sealsseal parametersspecific contact loadsband spring pressuretoleranceReferencesЛеонов О.А., Шкаруба Н.Ж. Модель параметрического отказа для расчета точностных параметров соединения с зазором // Трение и износ. 2019. Т. 40, № 4. С. 424-430. EDN: PMGHHYLeonov O.A., Shkaruba N.Zh. Parametric failure model for the calculation of the fit tolerance of clearance joints. Journal of Friction and Wear. 2019;40(4):332-336. (In Rus.) https://doi.org/10.3103/S1068366619040068Леонов О.А., Шкаруба Н.Ж. Расчет допуска посадки по модели параметрического отказа соединения // Проблемы машиностроения и автоматизации. 2020. № 4. С. 14-20. EDN: VILYGGLeonov O.A., Shkaruba N.Zh. Calculation of the fit tolerance by model parametric joint failure model. Journal of machinery manufacture and reliability. 2020;49(12):1027-1032. (In Rus.) https://doi.org/10.3103/S1052618820120092Гребнев Ю.В., Карпова Е.Ю., Габельченко Н.И. Исследование возможности повышения износостойкости деталей очистного оборудования из хромистого чугуна // Известия Волгоградского государственного технического университета. 2019. № 7 (230). С. 54-58. EDN: ESGSURGrebnev Y.V., Karpova E.Y., Gabelchenko N.I. Study of the possibility of improving the wear resistance of wear-resistant chromium cast iron parts of sewage treatment plants. Izvestia Volgograd State Technical University. 2019;7(230):54-58. (In Rus.)Сухочев Г.А., Иванников В.А., Смоленцев В.П. Повышение износостойкости покрытий нагруженных деталей транспортных машин // Физика, химия и механика трибосистем. 2005. № 4. С. 68-71. EDN: VHSEVNSukhochev G.A., Ivannikov V.A., Smolentsev V.P. Improving the wear resistance of the coatings of loaded parts of transport machines. Fizika, Khimiya i Mekhanika Tribosistem.2005;4:68-71. (In Rus.)Леонов О.А., Шкаруба Н.Ж., Вергазова Ю.Г., Голиницкий П.В., Пупкова Д.А. Расчет посадок соединений упругих втулочно-пальцевых муфт с валами // Вестник машиностроения. 2023. № 2. С. 96-101. EDN: ITNRLQLeonov O.A., Shkaruba N.Zh., Vergazova Yu.G., Golinitskiy P.V., Pupkova D.A. Calculation of joint fits of elastic sleeve-pin couplings with shafts. Vestnik Mashinostroeniya. 2023;2:96-101. (In Rus.)Леонов О.А., Шкаруба Н.Ж., Вергазова Ю.Г., Хасьянова Д.У. Обоснование посадок соединений со шпонками // Проблемы машиностроения и надежности машин. 2022. № 6. С. 65-71. EDN: EITIEVLeonov O.A., Shkaruba N.Zh., Vergazova Yu.G., Khasyanova D.U. Rationale the for fit of keyed connections. Problemy Mashinostroeniya i Nadezhnosti Mashin. 2022;6:65-71. (In Rus.)Ерохин М.Н., Леонов О.А., Шкаруба Н.Ж., Амелин С.С., Бодунов Д.М. Применение размерного анализа для расчёта суммарного отклонения от соосности манжеты относительно вала // Проблемы машиностроения и надёжности машин. 2021. № 6. С. 61-67. https://doi.org/10.31857/S0235711921060067Erokhin M.N., Leonov O.A., Shkaruba N.Z., Amelin S.S., Bodunov D.M Application of dimensional analysis for calculating the total misalignment between a seal and a shaft. Journal of Machinery Manufacture and Reliability. 2021;50(6):524-529. (In Rus.) https://doi.org/10.3103/S1052618821060066Леонов О.А., Шкаруба Н.Ж., Вергазова Ю.Г. Расчёт посадок с натягом при комбинированном нагружении // Вестник машиностроения. 2021. № 3. С. 25-28. EDN: QUAQQGLeonov O.A., Shkaruba N.Zh., Vergazova Yu.G. Calculation of interference fits under combined loading. Vestnik mashinostroeniya. 2021;3:25-28. (In Rus.)Кононенко А.С., Игнаткин И.Ю., Дроздов А.В. Восстановление шейки вала редуктора приклеиванием упрочненной втулки // Клеи. Герметики. Технологии. 2021. № 8. С. 33-39. EDN: TTXMNNKononenkoA.S., Ignatkin I.Yu., DrozdovA.V. Renewing gearbox shaft journals by gluing a hardened sleeve. Klei. Germetiki. Tekhnologii.2021;8:33-39. (In Rus.)KononenkoA.S., Ignatkin I.Y., DrozdovA.V. Recovering a reducing-gear shaft neck by reinforced-bush adhesion. Polymer Science, Series D. 2022;15(2):137-142. https://doi.org/10.1134/S1995421222020113KononenkoA.S., Ignatkin I.Y., DrozdovA.V. Recovering a reducing-gear shaft neck by reinforced-bush adhesion. Polymer Science, Series D. 2022;15 (2):137-142. (In Rus.) https://doi.org/10.1134/S1995421222020113Игнаткин И.Ю., Дроздов А.В. Способ восстановления изношенной поверхности вала редуктора в соединении «Вал-манжета» с применением ремонтной втулки и полимерных материалов // Вестник ФГОУ ВПО «МГАУ имени В.П. Горячкина». 2019. № 6 (94). С. 40-45. https://doi.org/10.34677/1728-7936-2019-6-40-45Ignatkin I.Yu., DrozdovA.V. Method of restoring the worn surface of a reduction gear shaft in a ‘shaft-to-collar’ connection using a repair bushing and polymeric materials. Vestnik of Moscow Goryachkin Agroengineering University. 2019;6(94):40-45. (In Rus.) https://doi.org/10.34677/1728-7936-2019-6-40-45Игнаткин И.Ю., Серов А.В., Дроздов А.В. Способ восстановления вала редуктора с применением ремонтной детали и полимерных материалов // Вестник НГИЭИ. 2021. № 5 (120). С. 53-64. https://doi.org/10.24412/2227-9407-2021-5-53-64Ignatkin I.Y., SerovA.V., DrozdovA.V. Method of recovering the reduction shaft using repair parts and polymer materials. Bulletin NGIEI. 2021;5(120):53-64. (In Rus.) https://doi.org/10.24412/2227-9407-2021-5-53-64Устройство для испытания образцов на абразивное изнашивание: Патент на полезную модель RU200804 U1 РФ, МПК G01N3/56, № 2020121100 / И.Ю. Игнаткин, А.В. Дроздов; заявл. 25.06.2020; опубл. 12.11.2020. EDN: PERZFEIgnatkin I.Yu., DrozdovA.V. Device for testing samples for abrasive wear: Utility model patent RU200804 U1 RF, IPC G01N3/56, No. 2020121100, 2020. (In Rus.)Erokhin M.N., Belov M.I., Melꞌnikov O.M. Contact pressure of a rubber cuff on a shaft. Russian Engineering Research. 2021;41(2):115-122. https://doi.org/10.3103/S1068798X21020052Erokhin M.N., Belov M.I., Melꞌnikov O.M. Contact pressure of a rubber cuff on a shaft. Russian Engineering Research. 2021;41(2):115-122. (In Rus.) https://doi.org/10.3103/S1068798X21020052Расчёт контактного давления радиального манжетного уплотнения: Свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ: RU2020661171 / М.Н. Ерохин, М.И. Белов, О.М. Мельников; заявл. № 2020619792; опубл. 18.09.2020. Object Pascal Lazarus, 2134 Кб. EDN: FXDVOTErokhin M.N., Belov M.I., Melnikov O.M. Calculation of the contact pressure of a radial lip seal: Certificate of state registration of a computer program: RU2020661171, No. 2020619792;2020. Object Pascal Lazarus, 2134 Kb (In Rus.)Ерохин М.Н., Белов М.И., Мельников О.М. Методика расчета контактного давления манжеты на вал // Вестник машиностроения. 2020. № 11. С. 39-45. EDN: PLAAFTErokhin M.N., Belov M.I., Mel’nikov O.M. Method of calculating the contact pressure of the seal on the shaft. Vestnik Mashinostroeniya. 2020;11:39-45. (In Rus.)Мельников О.М., Казанцев С.П., Игнаткин И.Ю., Скороходов Д.М., Белов М.И. Совершенствование уплотнительных устройств подшипниковых узлов сельскохозяйственной техники // Агроинженерия. 2022. Т. 24, № 3. С. 68-72. https://doi.org/10.26897/2687-1149-2022-3-68-72Melnikov O.M., Kazantsev S.P., Ignatkin I.Yu., Skorohodov D.M., Belov M.I. Improving sealing elements of the bearing assembly of agricultural machinery. Agricultural Engineering (Moscow). 2022;24(3):68-72. (In Rus.). https://doi.org/10.26897/2687-1149-2022-3-68-72

The authors declare that there are no conflicts of interest present.