Assessment of the surface conditions of gas-lubricated face-seal sealing rings

• Autorzy: Gacek J. , Norymberczyk Ł. , Płonka S.

Warianty tytułu

PL

Ocena stanu powierzchni pierścieni uszczelnienia czołowego smarowanego gazem

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The paper presents a study of surface condition of stationary and rotary rings of a gas-lubricated face seal before and after 25 hours of operation on a test bench, with 75 cycles of start-ups and stops of the drive. For evaluation of surface conditions, flatness deviation and a selected 2D and 3D roughness parameters were measured. Profiles of the roughness, material ratio curves, topography, and surface maps in colour before and after 25 hours of operations were presented. It has been found that wear of the end faces of the saling rings differs between sintered silicon carbide and carbon graphite. In the case of the stationary ring made of sintered silicon carbide with a hardness of 3000 HV, there is a slight increase in values of almost all (except Sp) measured 3D amplitude parameters: Sa, Sq, Sv, St. In the case of the rotary ring made of carbon graphite with hardness of about 115 HR a noticeable reduction in values of these parameters was found. Changes In 2D and 3D roughness parameters of end faces of the stationary and rotary rings allow confirming the al most contact-free character of the face seal operation.

PL

W artykule przedstawiono badania stanu powierzchni pierścieni stacjonarnego i obrotowego uszczelnienia czołowego smarowanego gazem przed i po 25 godzinach pracy na stanowisku badawczym dla 75 rozruchów i zatrzymań napędu. Do oceny powierzchni pierścieni uszczelniających wykonano pomiary odchyłki płaskości i wybranych parametrów chropowatości 2D i 3D. Zamieszczono profile chropowatości i krzywe udziału materiałowego oraz topografię i mapę barwną powierzchni czołowej przed i po 25 godzinach pracy. Stwierdzono, że zużycie powierzchni czołowych pierścieni przebiega w odmienny sposób: w przypadku pierścienia stacjonarnego ze spiekanego węglika krzemu o twardości ok. 3000 HV następuje nieznaczny wzrost wartości prawie wszystkich zmierzonych parametrów amplitudowych (z wyjątkiem parametru Sp) chropowatości powierzchni 3D, takich jak Sa, Sq, Sv, St, zaś w przypadku pierścienia obrotowego z kompozytu węglowo grafitowego o twardości ok. 115 HR zauważalne ich zmniejszenie. Zmiany wartości parametrów chropowatości 2D i 3D powierzchni czołowej pierścieni stacjonarnego i obrotowego pozwalają na stwierdzenie prawie bezkontaktowego charakteru pracy uszczelnienia.

Słowa kluczowe

EN

gas-lubricated face seals; testing of the seals; wear of end faces of the rings

PL

uszczelnienia czołowe smarowane gazem; badania uszczelnień; zużycie powierzchni czołowych pierścieni

• Wydawca: Stowarzyszenie Inżynierów i Techników Mechaników Polskich
• Czasopismo: Tribologia
• Rocznik: 2017
• Tom: nr 5
• Strony: 11--21
• Opis fizyczny: Bibliogr. 10 poz., rys., tab., wykr., wz.

Twórcy

autor

Gacek J.

• ANGA Uszczelnienia Mechaniczne Sp. z o.o., ul. Wyzwolenia 550, 43-340 Kozy, Poland

autor

Norymberczyk Ł.

• ANGA Uszczelnienia Mechaniczne Sp. z o.o., ul. Wyzwolenia 550, 43-340 Kozy, Poland

autor

Płonka S.

• University of Bielsko-Biała, Faculty of Mechanical Engineering and Computer Science, ul. Willowa 2, 43-309 Bielsko-Biała, Poland

Bibliografia

• 1. Lebeck A. O.: Principles and Design of Mechanical Face Seals. John Wiley & Sons Inc., New York – Chichester– Brisbane – Toronto – Singapore 1991.
• 2. Müller H. K., Nau B. S.: Fluid sealing technology – principles and applications. Marcel Dekker Inc., New York –Basel – Hong Kong 1998.
• 3. Materials of ANGA Uszczelnienia Mechaniczne Sp. z o.o.
• 4. Kundera Cz., Michalski D.: Assessment of properties of experimental contact-free model of a face seal. PAK, vol. 51, pp. 20–22, 2005.
• 5. Gacek J., Norymberczyk Ł., Płonka S.: Determination of a face seal’s operational parameters on test bench. Measurement Automation Monitoring, 61 (2015) 12, 555–560.
• 6. Barylski A.: Machining of flat surfaces on lapping machines. Wydawnictwo Politechniki Gdańskiej, Gdańsk 2013.
• 7. Kragelsky I. V., Alisin V. V.: Tribology – Lubrication, Friction and Wear. John Wiley & Sons Inc., 2005.
• 8. Hebda M.: Precesses of friction, lubrication and wear of machines. Wydawnictwo Instytutu Technologii Eksploatacji – PIB, Warszawa – Radom 2007.
• 9. Stout K. J., Blunt L.: Three Dimensional Surface Topography. Penton Press, London 2000.
• 10. ISO 25178-2:2012 (E) – Geometrical product specifications (GPS) – Surface texture: Areal – Part 2: terms, definitions and surface texture parameters.

Uwagi

Opracowanie rekordu w ramach umowy 509/P-DUN/2018 ze środków MNiSW przeznaczonych na działalność upowszechniającą naukę (2018).