Опоры качения в тяжелых режимах эксплуатации - Комиссар А.Г.
Скачать (прямая ссылка):
178
Опоры качения вибрационных машин и механизмов
ний, в которых вектор контактного усилия перпендикулярен направлению колебаний. Однако, если уплотнение имеет высокоэластичные упругие элементы, вибрация способна привести к его разгерметизации. Примером может служить торцовое уплотнение, изображенное на рис. 31. Участок К упругого элемента под действием инерционных сил будет подвержен неравномерной деформации, которая приведет к перекосу уплотнительного кольца 3. Периодические деформации в условиях поперечной вибрации будут испытывать также винтовые пружины уплотнений, изображенных на рис. 27, 32, и резиновый сильфон в уплотнении, показанном на рис. 29, б.
Таким образом, специфика проектирования уплотнений к вибрационным машинам определяется тем фактом, что на работоспособность многих конструкций оказывают влияние инерционные силы, возникающие при колебательном движении уплотнения вместе с вибромашиной.
Большое распространение получила торцовая манжета, изображенная на рис. 23 (поз. 5). Влияние инерционных сил на работоспособность этой манжеты может быть определено по следующей методике.
Вибрационное перемещение рабочей кромки торцовой манжеты
6й = Ir cos а, (22)
где ? — коэффициент:
^ = S2 (к1) -Т (к/) V (к1) ~~ 1; (22а)
_ /12рсо2 у/4 К ~ V ) '
Здесь г, со — амплитуда и частота колебаний вибромашины; а — угол наклона губки (см. рис. 53); 5, T9 V — табулированные функции А. М. Крылова; р, ?д — плотность и динамический модуль упругости материала губки; h, I — толщина и длина губки.
Параметр кі имеет следующие значения для различных форм собственных колебаний губки: яі = 1,875 — для первой формы собственных колебаний; кі = 4,694 — для второй формы; кI = 7,855 — для третьей формы; кі ==
S= ~(2k — 1) — для k-и формы.
Герметизация
179
51. Значения коэффициента | в зависимости от угловой частоты колебаний о) вибромашины и геометрических параметров HnI губки
I 11 при п, CM
/, CM о), С*1 0,001 0,002 0,003
0,005 0,010 0,015 0,020 104 0,003642 0,060437 0,364462 0,333413 0,000909 0,014673 0,077305 0,274276 0,000403 0,006486 0,033418 0,110858
0,005 0,010 0,015 0,020 208 0,014674 0,274274 0,8571467 1,106621 0,003642 0,060437 0,364462 0,333413 0,001616 0,026283 0,143059 0,566387
0,005 0,010 0,015 0,020 312 0,033417 0,794597 0,469837 1,064145 0,008219 0,143059 1,165321 0,444604 0,003642 0,060437 0,364462 0,333413
0,005 0,010 0,015 0,020 416 0,060437 0,333413 1,09133 0,8301639 0,014674 0,274274 0,3571467 1,106621 0,006486 0,110858 0,794597 0,4050003
0,006 0,010 0,015 0,020 520 0,096583 0,385589 1,069601 1,071777 0,023052 0,476516 0,4222277 1,080629 0,01016 0,180581 1,31808 0,467763
0,005 0,010 1040 0,476516 1,080629 0,096583 0,385589
Значения коэффициента g приведены в табл. 51; собственной частоты со0 колебаний губки — в табл. 52.
Вибрационное перемещение рабочей кромки (р. к.) следует сравнить с величиной осевой деформации б, которой подвергается торцовая манжета при установке в подшипниковый узел. Условие работоспособности уплотнения би <^ б.
Осевая деформация б = 0,5-f-l,5 мм обеспечивает стабильный контакт, компенсацию технологических и динамических перекосов, а также контакт при изнашива-
180
Опоры качения вибрационных машин и механизмов
52. Собственные частоты колебаний о>(> (с-*) губки торцовой манжеты
O)0 при h, см
№ формы
колебаний 0,001 0,002 0,003
0,005 2 143 4 287 6 431
0,010 535 1 071 1 607
1 0,015 238 476 714
0,020 133 267 401
0,005 13 435 26 870 40 305
2 0,010 3 358 6 717 10 076
0,015 1 492 2 985 4 478
0,020 839 1 679 2 519
0,005 37 622 75 245 47 028
3 0,010 9 405 18811 28 216
0,015 4 180 8 360 12 540
0,020 2 351 4 702 7 054
нии рабочей кромки в стационарных подшипниковых узлах. Более значительную деформацию могут потребовать уплотнения вибромашин, в которых имеют место дополнительные зазоры 6й, Однако приращению деформации сопутствует приращение удельного контактного усилия Рк на рабочей кромке, которое приведет к повышенному трению, тепловыделению и изнашиванию. Поэтому оптимальной будет такая конструкция манжеты, в которой произвольному приращению деформации соответствует минимально возможное приращение усилия. Связь деформации и контактного усилия выражается уравнением
о Рк Г 12sin2g / IHg* ? l tg ? , Л — / tg ? \ ?tg? L tg2a V 2/i2 ^ h *+" Ш h )~Г
+ COS» a In ^Si + evKsmacosa 1п^М). (23)
Для губки постоянного сечения формула (23) принимает более простой вид
с Рк/ / 4/2 . 0 . 9 . 6 sin a cos a 7,\ /0.ч
6 = ~Ж \—Sltr a + cos a + —vK)> (24)
Герметизация
181
53. Значения геометрического коэффициента К в зависимости от линейных размеров манжет
а. с /, MM К' Ю-9 при d, мм
43 86 172 258
45 5,0 7,5 10 15 8J88 49,80 179,0 1299 3,975 21,12 70,30 398,0 1,900 9,830 31,78 169,0 1,250 6,420 20,53 107,3
30 5,0 7,5 10 15 8,069 43,26 145,4 845,7 3,820 19,88 64,55 346,1 1,810 9,540 80,47 158,9 1,374 6,200 20,20 102,9
60 5,0 7,5 10 15 10,44 68,97 328,9 141,3 4,270 23,77 83,53 551,8 1,960 10,35 34,18 190,1 1,278 6,620 21,51 115,3
