Уплотнительные устройства - Макаров Г.В.
Скачать (прямая ссылка):
Тепловой режим некоторых разновидностей гидравлических агрегатов
Тепловой режим гидравлического тормоза. Дополнительные обозначения:
сс2, S2—коэффициент теплоотдачи от жидкости к стенкам цилиндра и площадь соответствующей поверхности; а4, S4 — коэффициент теплоотдачи от жидкости к штоку и площадь соответствующей поверхности; аБ, S5 — коэффициент теплоотдачи от жидкости к веретену и площадь соответствующей поверхности.
Количество тепла, выделяющегося в тормозе (рис. 30) за время T в ч,
Q = Ap + d_o6p „Г60 ккал,
где Anр — работа гидравлического торможения и сил трения в уплотнениях за прямой ход вперед в кГ-м; Ao6p— то же за обратный ход в кГ-м; п — число двойных ходов поршня (вперед и назад) в минуту.
66
Обозначим: tlt t2, f4> t& — температуры соответственно жид-' кости, цилиндра, штока и веретена.
Количество тепла, выделяемого в тормозе за 1 ч,
Qf = ^r= Лпр+?Лобр «60 ккал/ч.
Уравнения нагрева:
Qi = cI^i (^i ^o) і
Q2 = C2P2 (і 2 <о);
Q4 = C4P4 (/4 tQ);
Qb = СЬ^Ь (^5 t0).
Рис. 30. Схема к тепловому расчету гидравлического тормоза:
? — масло; 2 — цилиндр; 3 — шток с поршнем;
4 — веретено
Уравнения теплоотдачи путем конвекции: dQ2 + dQs == Ot2S2 (^i —12) dT;
= K2S2 ft — t2) — Ct3S3 (t2 — t0);
АП
Л);
a4S4 (tx — /4);
-§- = «6S8 (Z1-^8).
Из уравнений (59) и (60) имеем:
dt2 dT
dQ$ ______ о tj.
-jjjp- — U2'
dT
dtJL = ®ї5і (^1 _ tf2)
2 2
dt^ ____ a4^4 // і \.
ЛТ “ r.P. rV»
<o);
dT
rfT
C4P 4 a5^5
Vi —h).
(59)
(60)
(61)
67
Так как
то
HO
dQ — dQi dQ2 “f* dQ$ -|- dQ& -j- dQ5, dQi == dQ — dQ2 — dQ$ — dQ± — dQ5,
dQj_ = C1P1 Ot1 и = Q'.
Из выражения dQt получим
= -^fT [Ql — a2S2 {ti — /2) — Ot4S4 (/1 — h) — a5S5 (*1 — /5)] • (62)
Уравнения (61) и (62) могут быть написаны в следующем виде:
Clt1
dT
—“ C11Z1 -f- C12Z2 + C14Z4 -f C15Z5 + B1;
~Рг~ == C21Z1 + C22I2 + B2;
dT
(63)
-jffr — C41Z1 + C44Z4; = C61Z1 + C55Z5.
Уравнения (63) представляют собой систему неоднородных дифференциальных уравнений первого порядка с постоянными коэффициентами. Решение этих уравнений производится аналогично рассмотренному выше для гидравлического цилиндра.
Окончательные уравнения, выражающие температуру деталей, имеют следующий вид:
Z -Z — ^ h *0 — D
IL zOiT . 10
Dl*
D,
qBzT
-bi\
Uл п Lf л п
к - to = Si е0іГ + S2^ e0^ + б4 ев.т +
uIQ ljIO uIO
+ 65^е^-62;
uIO
ию uIO
+ P4^ eW- +P4^eV-V,
uIl uIO
Ч-и = Чг&*'т + Ъ%*-*'т +
U1Q jjIO
+¦Y. %*-&т + у,т^&т-ь»
U10 uIO
(64)
68
где 0 определяется уравнением 4-й степени
AQi-Ir BQ3 + С02 + D'0 + E = О
и коэффициенты D10, D11 и другие выражаются определителями из 4-х строк, например:
1 1 1 1
Si S2 S4 S5
Pl Pa р4 P5
Vi Ъ Vi V5
и т. д.
Коэффициент теплоотдачи от штока и цилиндра к жидкости, а также наоборот, в гидравлическом цилиндре при возвратнопоступательном движении штоков может быть приближенно определен по следующей зависимости [48]:
а~~~(Г~ ккал/(м2 *4 * гРаД)- (65)
Принятые обозначения:
Re/ = — критерий Рейнгольдса; Nu/ — критерий Hyc-
сельта, зависящий от Re/Pr/ и Ргш, вычисляемый по соответствующим формулам; Pr/, Ргш — соответственно критерии Прандтля, вычисленные по средней температуре жидкости tf и температуре
Vf l^f
стенки tw\ Prf — — критерий Прандтля; 0/ = — м2/ч —
Gtj Cy
коэффициент температуропроводности; с — удельная весовая теплоемкость; у — удельный вес; v — кинематический коэффициент вязкости; W1 — скорость протекания жидкости; d — диаметр штока, или цилиндра; X — коэффициент теплопроводности.
15. МЕХАНИЧЕСКИЙ К. П. Д. ГИДРОЦИЛИНДРОВ С КОНТАКТНЫМИ УПЛОТНЕНИЯМИ
Учитывая потери энергии на трение в уплотнениях, механи ческий к. п. д. будет
где Fa — движущая сила (Fa = pSp)\ Frp — сила трения в уплотнениях; Sp — рабочая площадь поршня.
1. Рабочее давление подается перед поршнем. Движущая сила
Fa= D2p (D2-d2)pCJ1.
69
Сила трения
Fтр = яDl рг /Пр -{" dl Pr сл/пр>
где l\ V — длина уплотнений соответственно поршня и штока; Pqji — давление слива со стороны, противоположной рабочему давлению; /пр — приведенный коэффициент трения; Dnd — соответственно диаметры поршня и штока.
5W 70 / ,2
Рис. 31. Изменение к. п. д. гидроцилиндра в зависимости от давления запираемой жидкости для различных типов уплотнений:
1 — гидродинамическое уплотнение; 2 — две малогабаритные манжеты плюс кольцо круглого сечения; 3 — два кольца круглого сечения; 4 — дифференциальное уплотнение; 5 — одна манжета (ГОСТ 6969—54); б—одна манжета (ГОСТ 6969 — 54) плюс две шевронные манжеты (ГОСТ 9041 — 59); 7 — две шевронные манжеты (ГОСТ 9041 — 59);---------под давлением находятся уплотнения штока и поршня;-----------под Дав-
лением находятся уплотнения поршня
0 ZOO 400
ру тс/см2
Механический к. п. д. агрегата при рсл ^ 0
(67)
2. Рабочее давление подается со стороны штока. Сила трения FTp = зтРг/пр (Dl -j-dl ) -j- nDfnpl Pr сл*
