Уплотнительные устройства - Макаров Г.В.
Скачать (прямая ссылка):
42
Для веретенного масла АУ
і і
Принимая при р = 100 кгс/см2 ~ о6р ^ 0,6, получим расход
I A U Jrl О ГIIVI Cl Tl LlUn U — 1 VJVJ IXl W V-IVJL T
пт пр
жидкости через соединение
X (2,20-IO-4 — 0,6-2,20-IO-4) = 2,9-IO-2 см3/с.
Определим другие данные, характеризующие зазор при истечении жидкости,
Принимая, что падение давления от р до 0 происходит линейно на участке I' т 0,11 = 0,52 мм, получаем
Решая кубическое уравнение, получим Kin = 1,0-10-4 см.
При вдстоте обработки цилиндра V8 Zi1 3,2 мкм и Zimin <5 <3 Zi1. В этом случае не будут обеспечены условия жидкостного трения и уплотнительное соединение будет работать, как указывается далее, в условиях полужидкостного трения. При этом наибольшему износу подвергнутся два участка: участок уплотнительного кольца вблизи монтажного зазора и часть уплотнения, затекающая в зазор между "деталями подвижного соединения.
Как следует из проведенного исследования, утечка жидкости зависит от величины градиента давления по длине уплотнительного элемента.
Однако распределение удельных давлений на поверхностях прилегания радиально-контактных уплотнений к подвижным деталям (штокам, цилиндрам) зависит от типа уплотнения. Примерный характер распределения для О-образных колец, манжет, .сальников и дифференциальных уплотнений при наличии движения изображен на рис. 18.
Величина градиента давления по длине уплотнения зависит от многих параметров: предварительного поджатия уплотнения р0,
К = 4- hm =!,65- 10‘4 CM.
Зазор Ztmlll определяется кубическим уравнением
43
перепада давлений при работе изменения свойств резины
в процессе работы (старения, набухания в масле), колебаний температуры, влияния сил трения на поверхности скольжения, затекания части уплотнения в зазор между деталями подвижного соединения, времени работы и др.
Определение градиентов давления в интересующих точках при определении утечки жидкости является наименее изученным и наиболее сложным вопросом.
Изучение утечки жидкостей в местах расположения уплотнения в подвижных соединениях с помощью контактно-гидродинамической теории смазки имеет целью выявить основные закономерности, определяющие расход жидкости.
Рис. 18. Примерное распределение удельных давлений на поверхностях прилегания уплотнений: а — О-образное кольцо; б — манжета; в — дифференциальное уплотнение; г — сальник
В тех случаях, когда жидкостное трение не обеспечивается, эти расчеты являются условными.
Очевидно, целесообразно производить определение утечки жидкости с использованием экспериментальных данных.
На основании опытных данных величина утечки жидкости при движении штоков или поршней определяется следующей формулой:
Qy = nDvq см3/с, (32)
где q — некоторая функция, выражающая величину утечки жидкости через соединение, приходящуюся на единицу поверхности штока (поршня), проходящей мимо уплотнения в единицу времени; D — диаметр уплотняемой поверхности, см; и—средняя скорость перемещения штоков, см/с.
Приравнивания уравнения расхода (29) и (32), полученные с помощью контактно-гидродинамической теории смазки и экспериментальным путем, имеем
^mnp обр 4*7« (33)
44
Величина q характеризуется особенностями уплотнения (значениями р0, —, I), особенностями жидкости (например, T]),
P
ее давлением и определяется по формуле:
?= <з4> »‘(f)
где р — давление запираемой жидкости; г| — динамический коэффициент вязкости; рг/р — отношение давлений на уплотняемой поверхности; р0—предварительное удельное давление, создаваемое при сборке уплотнений; I — длина уплотнительного элемента.
Определение -у- й P0 дано выше.
Приближенные значения постоянных величин: а = 2; Ь = 1,5; A1 = 2; &! = 2; U1 = 0,01; k2 = 3; k3 = 20; &4 = 0; С — 2,2* IO"11.
Динамический коэффициент вязкости жидкости возрастает с увеличением давления [6]
Т] = Т)0 (1 + 0,003р),
где Ti0 — динамический коэффициент вязкости при атмосферном давлении.
Коэффициент C3 учитывает изменение утечки жидкости при замораживании агрегата, связанное с затвердеванием резины и отсутствием должной податливости ее при движении штоков и поршней, с потерей способности резины следить за отклонением формы уплотняемой поверхности, а также с возможностью образования зазоров в соединении вследствие различия значений коэффициентов линейного расширения резины и стали.
Коэффициент линейного расширения резины примерно в 10 раз больше, чем стали. Благодаря этому при затвердевании резины может пропадать предварительный натяг в уплотнительном соединении.
Изменение вязкости жидкости и других параметров в условиях низких температур также учитывается коэффициентом C3. Если принять
р __Qy при t — — 50° С
3 Qy при t = 20° С ’
то C3 = 12-И00 — для резиновых манжет разного поперечного сечения и выполненных из разных марок резины; C3 = 2 — для резиновых уплотнительных колец и шевронных манжет, изготовленных из доместика.
При определении Qy принимаем для манжет за I общую длину манжеты, а для уплотнительных колец — диаметр сечения
