Уплотнительные устройства - Макаров Г.В.
Скачать (прямая ссылка):
Ниже излагаются некоторые теоретические и экспериментальные исследования автора в указанных направлениях, а также частично обобщается опыт других исследователей.
При подготовке 2-го издания книги материалы, изложенные в пп. 8—12; 16—22; пп. 25’ 29—43, переработаны инженером
Н. Г. Макаровым.
Книга написана в системе МКГСС. Для перевода в систему СИ необходимо пользоваться следующими соотношениями:
1 кгс я» 10 Н; 1 кгс/см2 ?=?? IO2 кПа; 1 кгс*м «= 10 Дж; 1 л. с. ^
0,735 кВт; 1 кгс/с2 ;=» 10 Н-с/м2; 1 ккал *=« 4,2-IO3 Дж; 1 ккал/(кгс • град) *=« 4,2-IO3 Дж/(кг-град); 1 ккал/(м2-ч)
«=* 1,16 Вт/м2; 1 ккал/(м2-ч-град) 1,16 Вт/(м2-град);
1 ккал/(м-ч-град) як 1,16 Вт/(м-град); 1 кгс'М/(кгс-град) я« 10 Дж/(кг-град); 1 м2/ч *=* 2,8* IO-4 м2/с.
Глава I
ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ ОБ УПЛОТНЕНИЯХ
1. НАЗНАЧЕНИЕ И КЛАССИФИКАЦИЯ УПЛОТНИТЕЛЬНЫХ УСТРОЙСТВ
В зависимости от требований, предъявляемых к гидравлическим агрегатам, уплотнительные устройства должны обеспечивать полную герметизацию рабочей жидкости или существенно уменьшать утечку ее. Утечка не допускается для большинства уплотнений, запирающих жидкость от вытекания наружу, а также для уплотнений гидропневматических устройств, гидравлических грузоподъемных устройств и др. Незначительная утечка жидкости допускается для многих уплотнений, разделяющих отдельные полости с разным давлением от перетекания жидкости внутри агрегатов, например внутренние уплотнения тормозов, буферов, рабочих цилиндров, гидронасосов, гидродвигателей, компрессоров и др.
Все уплотнительные устройства по характеру уплотняемых соединений подразделяются на следующие три основные группы:
1) для соединений с возвратно-поступательным движением деталей (уплотнения штоков и поршней);
2) для соединений с вращательным движением (уплотнения валов);
3) для неподвижных соединений (уплотнения доньев, крышек и др.).
По принципу действия уплотнительные устройства подразделяются на два вида:
1) контактные, осуществляющие герметизацию за счет плотного прилегания уплотняющих деталей к соответствующим сопряженным поверхностям соединения;
2) бесконтактные, работающие при наличии щелей (зазоров) в соединениях.
По величине давления уплотнительные устройства можно разделить на работающие при низком давлении (подшипниковые узлы зубчатых и червячных редукторов), работающие при высоком давлении (гидронасосы, гидродвигатели, гидротормозы и др.) и вакуумные.
Контактные уплотнения (манжетные, уплотнения кольцами, сальниковые и др.) имеют наиболее высокую надежность герметизации, ограниченную долговечность и значительные потери энергии на преодоление сил трения при движении. Контактные уплот-
5
нения при высоких давлениях изнашиваются и требуется периодическая их замена. При этом также изнашиваются сопряженные с ними детали: валы, штоки и цилиндры. Несмотря на отмеченные недостатки, контактные уплотнения часто являются незаменимыми там, где утечки жидкости не допускаются или должны быть очень малыми.
В бесконтактных уплотнениях (центробежных, винтоканавоч-ных, щелевых и др.) жидкость запирается без непосредственного контакта уплотняющих элементов с перемещающимися деталями.
Центробежные и винтоканавочные уплотнения при вращении валов могут запирать жидкость без утечки ее. При отсутствии вращения жидкость обычно запирается за счет применения контактных уплотнений, которые отключаются с началом вращения. Такие уплотнения находят применение в технике при больших скоростях.
Щелевые уплотнения имеют неограниченную долговечность и малые потери энергии от сил трения при движении,.не требуют частых перерывов в работе для замены уплотнений. Щелевые уплотнения применяются только там, где допускается некоторая утечка через соединение.
2. ТРЕБОВАНИЯ, ПРЕДЪЯВЛЯЕМЫЕ К УПЛОТНИТЕЛЬНЫМ УСТРОЙСТВАМ
При проектировании уплотнительных устройств нужно учитывать характер рабочей среды (жидкость, газ, пар), давление, температуру, скорость относительного перемещения деталей уплотняемого соединения, необходимую долговечность уплотнения и величину допускаемой утечки.
Уплотнительные устройства должны удовлетворять конкретным условиям работы проектируемого гидравлического агрегата или механизма. Ниже приводятся основные требования, предъявляемые к уплотнительным устройствам.
1. Обеспечение, необходимой степени герметизации соединений с учетом условий работы агрегатов.
2. Долговечность уплотнений должна обеспечивать заданное число рабочих циклов агрегата или срок службы.
3. Обеспечение наименьших потерь на трение и минимальных утечек.
4. Отсутствие чрезмерного разогрева агрегата при работе от действия сил трения в уплотнениях.
Для обеспечения требований 2, 3, 4 силы трения в уплотнениях должны быть по возможности малыми. Уплотнительные устройства не должны вызывать усиленной коррозии окружающих деталей и разлагаться в рабочей жидкости. Смена уплотняющих деталей должна быть по возможности простой и производиться без сложных приспособлений, не занимая много времени.
Уплотнительные устройства должны быть малогабаритными.
