Wear of dry-running piston rod sealing rings: modelling and experiments

Titel in Übersetzung: Verschleiß von trockenlaufenden Kolbenstangendichtringen: Modellierung und Experimente

Andreas Kaufmann

Publikation: Thesis / Studienabschlussarbeiten und HabilitationsschriftenDissertation

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Abstract

Diese Arbeit präsentiert eine Berechnungsmethode zur Verschleißvorhersage für trockenlaufende Kolbenstangendichtelemente, genannt “Packungsringe”. Packungsringe sind leistungs- und effizienzbestimmende Bauteile in reziprokierenden Kompressoren: zum einen müssen die Ringe Dichtheit gewährleisten, um einen Kompressor effizient betreiben zu können, zum anderen führt ein plötzliches Versagen der Dichtringe zu ungeplanten, kostenintensiven Stillständen und Produktionsausfällen. Die Ringe haben die Aufgabe, die Kompressionskammer von der Umgebung abzudichten. Am tribologisch anspruchsvollsten sind “trockenlaufende” Anwendungen. Hier ist die Verwendung von Schmierstoffen prozessbedingt untersagt. Durch ihre Funktionsweise verschleißen Packungsringe zwangsläufig. Dieser Verschleiß muss geometrisch kompensiert werden, um über die gesamte Lebenszeit entsprechende Dichtwirkung zu zeigen. Zeit- und kostenintensive Laborversuche sind wichtig und derzeit Industriestandard. Manche auslegungstechnisch relevanten Größen (Spannung, Dehnung, Kontaktdruck, Verschleißbild, etc.) sind jedoch kaum oder nicht experimentell zugänglich. Finite Element Rechnungen erlauben Einblick in diese Größen und deren Evolution mit der Zeit. Dadurch wird tiefgehenderes Verständnis erlangt und eine effiziente Weiterenwicklung der Packungsringe ermöglicht. Die Verschleißberechnung und die dahinterliegenden Modelle werden mit analytischen Modellen und Experimenten verglichen, somit kann die Zuverlässigkeit und die Vorhersagekraft dieses Berechnungswerkzeuges gezeigt und erstmals eine Verbindung zwischen Labortests und echter Anwendung geschaffen werden.
Titel in ÜbersetzungVerschleiß von trockenlaufenden Kolbenstangendichtringen: Modellierung und Experimente
OriginalspracheEnglisch
QualifikationDr.mont.
Gradverleihende Hochschule
  • Montanuniversität
Betreuer/-in / Berater/-in
  • Pinter, Gerald Gerhard, Beurteiler B (intern)
  • Antretter, Thomas, Beurteiler A (intern)
DOIs
PublikationsstatusVeröffentlicht - 2019

Bibliographische Notiz

gesperrt bis 15-11-2023

Schlagwörter

  • FEM
  • Finite Element Methode
  • Verschleiß
  • Dichtung
  • Kompressor
  • reziprokierend
  • trockenlaufend
  • ungeschmiert
  • Packungsring
  • Modellierung
  • Reibung
  • PTFE

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