Уплотнительные устройства - Макаров Г.В.
Скачать (прямая ссылка):
45
кольца d2. Подставляя постоянные величины в уравнение (34), получим
^ M • Ю~п (1,5 — 2~0,01р) * с
д т]/(^)3[1-2-<2(*о+1>] 3‘
Результаты вычислений величины утечки жидкости при работе агрегатов для некоторых уплотнений при температуре 20°С и
Цусмь/мин
сравнение их с опытными данными приведены на рис. 19.
Определение условий перехода к жидкостному трению с учетом микронеровностей рабочих поверхностей
На выходе жидкости из уплотнения имеем
dh
h = Zimin и
too гоо зоо
т 500 р,кгс/смг
Рис. 19. Сравнение (-------) и опытных (-
расчетных -) зна-
dx =0. Значение Zimin определим
из общего уравнения толщины пленки
__ 6г)р ( ! Km
и
МР\
\ dx Jd
чении величины утечки жидкости:
1 и 2 — уплотнение поршня манжетой (ГОСТ 6969—54); 3 и 4 — уплотнение малогабаритной манжетой; 5 и 6—уплотнение кольцами (ГОСТ 9833—61)
откуда
J-(Jl)
6г)о V dx Jc
H2 .
min
Amln •
(1-------F^l") ’
V «min /
' Amin А/и — 0*
Решая это уравнение, определяем ftmin. — перепад
давлений в точке d, соответствующей минимальной величине зазора. Для обеспечения жидкостного трения необходимо выдерживать условие
Amin A (Zl1 + Zl2),
где k = I — 2,5.
При радиальных давлениях рг > 20—30 кгс/см2 деровности на поверхности резины будут деформироваться и можно в расчет их не принимать. В этом случае должно быть выдержано условие
Amin ^ A1,
где Zi1 — высота микронеровностей поверхности металлических деталей (штока и цилиндра), перемещающихся относительно уплотнения.
Принимая в уравнении перепадов давлений Zi = Zimin, соответствующее значение скорости скольжения, свыше которого должно обеспечиваться жидкостное трение, выразится уравнением
( dp \
1
Zi3
min
Принимая Zitnm = M1, получаем предельное значение скорости скольжения, при которой еще обеспечивается жидкостное трение
(AA1)*
d 6Г] (Uh1 — hm) 9
(36)
где
Am =
3
2t|o
/dp_\
\ dx Jc ^
Рис. 20. Изменение предельного значения скорости скольжения от высоты микронеровностей (D = 70 мм, d= 5,8 мм, натяг
при сборке — 0,15, E =
= 70 кгс/см2, масло веретенное АУ)
На рис. 20 представлено изменение V от Zimln для О-образного кольца при =
1920 кгс/см2 для р = = 100 кгс/см2 и вязкости
Рис. 21. Изменение утечки жидкости через уплотнения при движении и температуре масла от 18 до 60° С:
1 — дифференциальное уплотнение поршня; 2 — одна манжета, ГОСТ 6969—54, уплотнение штока; 3 — одна манжета, ГОСТ 6969—54, уплотнение поршня; 4 — одна малогабаритная манжета, уплотнение штока; 5—одно кольцо круглого сечения, уплотнение поршня; 6 — одна малогабаритная зіанжета, уплотнение поршня; 7 — одно кольцо круглого сечения, уплотнение штока; 5—две шевронные манжеты, ГОСТ 9041—59, уплотнение поршня; 9 — две шевронные манжеты, ГОСТ 9041—59, уплотнение штока. B случаях 9 и 8 применяется доместик, в остальных случаях — резина
масла rI60O = 7,45-10 5 кгс -с/см2. При V ^ 20 м/с для обеспечения жидкостного трения необходимо иметь Zi1 < 3—6 мк.
Сравнительные данные о величине утечки жидкости через уплотнение при возвратно-поступательном движении
Зависимость функции утечки q от давления запираемой жидкости при применении резиновых уплотнений, полученная на основе опытных данных, представлена на- рис. 21. Обработка опытных данных произведена на основании уравнения (32), при этом Qy — 4- IO4^r см8/мин. Испытания проводились при температуре масла от 18 до 60—80° С.
47
Как видно из графика, наименьшую утечку жидкости имеют дифференциальные уплотнения и манжеты (ГОСТ 6959—54). Манжеты наиболее надежно запирают жидкость внутренней лопастью при уплотнении штока.
Наибольшая утечка имеет место при применении шевронных манжет (ГОСТ 9041—59), колец круглого сечения (ГОСТ 9833—61) и малогабаритных манжет.
Две шевронные манжеты из прорезиненной ткани (доместик) при давлении свыше 200 кгс/см2 практически не обеспечивают герметичности. Утечка достигает 15 см3/мин.
6) ,
Q^cm5/4
J50
г
Zs
Nj
о 50 т Т,ч о 50 100 Т,Ч
Рис. 22. Кривые утечки жидкости: а — суммарная утечка жидкости при работе:
1 — кольцо круглого сечения с шайбой из фторопласта-4 при р = 300 кгс/см2 (поршень);
2 — малогабаритная манжета при р = 500 кгс/см2 (поршень); 4 — кольцо круглого сечения при р = 300 кгс/см2 (поршень); 3 и 5 — кольца круглого сечения при р = = 100 кгс/см2 соответственно для штока и поршня; б — относительная утечка жидкости; 1 — малогабаритная манжета при р = 500 кгс/см2 (поршень); 2 — кольцо круглого сечения с фторопластовой шайбой при р = 300 кгс/см2 (поршень); 3 — кольцо круглого сечения при р = 300 кгс/см2 (поршень); 4 и 5 — кольца круглого сечения при р =
= 100 кгс/см2 соответственно для штока и поршня
При повышении- давления свыше 300—400 кгс/см2 утечка жидкости для большинства уплотнений обычно несколько уменьшается. Как показывают эксперименты, утечка жидкости через уплотнения поршня больше, чем через уплотнение штока.
Получаемые при испытаниях разные значения величины утечки жидкости для однотипных уплотнений поршня и штока (при d = D) объясняются разными размерами наружного и внутреннего уплотнений, а для манжет еще и разными значениями р0 на наружной и внутренней поверхностях, а также разными значениями отношения —.
