Уплотнительные устройства - Макаров Г.В.
Скачать (прямая ссылка):
pS = PrJil1 {fD + Z1D1) + fZpnDiI2 Jr(In-X)PrSy
Рис. 12. Дифференциальное уплотнение (одностороннее) поршня и штока:
/ — кольцо уплотнительное (ГОСТ 9833—61); 2 — шайба защитная из фторопласта; 3, 4, 5% 6 — втулки латунные
и, принимая для обеспечения герметичности уплотнения условие > 1, получаем выражение рабочей площади плавающего кольца
S ^ (т — I) Sy + я [Z1 (fD -)- Z1Dj) -|- (20)
Уравнение (20) устанавливает зависимость между площадью поперечного сечения уплотнительного кольца Sy и необходимой рабочей площадью плавающего кольца S, воспринимающей давление жидкости.
Для конкретной конструкции, имея в виду разные вероятные условия работы, составляем таблицу необходимых значений S при разных коэффициентах трения, например для резины при f = 0,03-5-0,1; Z1 = 0,1 -^-0,3; /2 = 0,1; выбираем необходимую площадь 5 при заданном Sy. Для уйлотнения штока получим аналогичные зависимости.
На основании расчетов и опытных данных для надежной герметизации соединения можно принять следующие соотношения: ^2-5-
С учетом работы при низкой температуре:
D —¦ De л ос
для уплотнения поршня QZ-D1 ^ 3-^3,5;
28
для уплотнения штока ^ 3--3,5.
~ = 0,4ч-1 (большее значение — для малых уплотняемых
диаметров).
Необходимая щель
h = —5—• = (2,5 -f- 3)d2,
где d2 — диаметр сечения уплотнительного кольца.
В качестве уплотнения могут применяться резиновые кольца как круглого, так и прямоугольного сечения.
Дифференциальные уплотнения испытаны при давлении до 500 кгс/см2 при Umax = 0,6 м/с.
Долговечность дифференциальных уплотнений близка к долговечности манжет (ГОСТ 6969—54).
Для нормальной работы дифференциального уплотнения не допускается заклинивание подвижных втулок при возможных колебаниях температуры. Перекосы при сборке (в пределах допусков) могут неблагоприятно влиять на надежность герметизации.
9. САЛЬНИКОВЫЕ УПЛОТНЕНИЯ
Применяют сальники, поджатые пружинами со стороны, противоположной давлению жидкости, или со стороны давления (рис. 13), а также без пружин.
Сальники, подпружиненные со стороны, противоположной давлению, предназначаются.,, для запирания жидкости, при малых давлениях, например от 0 до 10—15 кгс/см2.
Усилие пружины должно соответствовать запираемому давлению и подсчитывается исходя из осевого давления в набивке, которое примерно равно 10—20 кгс/см2.
Применение слабых пружин вследствие наличия некоторой жесткости сальника эффекта не дает.
Сальники, подпружиненные со стороны давления, способны надежно запирать повышенные давления. Сальники неподпружи-ненные требуют частой подтяжки и допускают некоторую утечку жидкости или газа. Изменение объема набивки при понижении температуры за счет вытекания пропитки при нагреве вызывает утечку уплотняемой жидкости.
Рис. 13. Подпружиненные сальники: а — со стороны, противоположной рабочему давлению; б — со стороны рабочего давления
29
Применяются пеньковые, хлопчатобумажные, асбестовые и полуметаллические сальники. Фетровые и войлочные сальники применяют для защиты от пыли и влаги и иногда для защиты от вытекания смазки в подшипниках.
В гидравлических устройствах стремятся избегать применения сальников, так как они имеют большие габариты и нуждаются в специальном пропитывании перед постановкой их на место.
Лучшими мягкими набивками для сальников являются полуметаллические. Полуметаллические набивки состоят, например, из пропитанного асбестового сердечника с оболочкой, выполнен-
Рис. 14. Схема сил, действующих в сальнике
ной в виде чехла, плетенного из медной проволоки или из баббитовой фольги и др. Они обладают хорошими антифрикционными свойствам и хорошо отводят тепло.
Большое количество набивок (шесть—восемь рядов) может быть применено для давлений до 200—400 кгс/см2.
Изменение осевого давления по длине сальника (рис. 14)
g- = *¦ (Z)* - d») |f = - nkfpz (D + d),
Pr
где Pi — осевое давление в данном сечении уплотнения; — =
= k — коэффициент радиальното давления в уплотнении; f — коэффициент трения на поверхностях уплотнения.
Приняв переменное значение коэффициента трения 130]
f = -*-r VWz’
после интегрирования получим зависимость для z = /
Положив
Pn = ар,
30
найдем
„ __ /і /«р і2biVk\2
PzO -[у k -r D — d ) ’
где a «S I — коэффициент, которым задаемся; при этом должно быть
kpzo > P-
Необходимое усилие поджатия сальника F — (D2 — d2) P20 ¦
При постоянном коэффициенте трения /
4k f z
Pz = Pz0* D~d При z = I и pri = ар получим
4 kfl
PzO = ~eD~d
Необходимое усилие поджатия сальника зависит от давления запираемой среды р, отношения , коэффициента радиаль-
ного давления k и коэффициента трения /. По мере обжатия сальника значение k изменяется от 0 до 0,67—1.
Если вполне пластичная набивка плотно уложена в кольцевое пространство, то k^\.
Длину сальниковой набивки принимают в зависимости от запираемого давления и диаметра уплотняемой поверхности. Согласно работам [5, 30], принимают
h = °=* = (I,4-2,6)/3.
Длина набивки I до (6 -т-10) h. Большие значения hui принимают для более высокого давления.
