Уплотнительные устройства - Макаров Г.В.
Скачать (прямая ссылка):
d — 120 мм,
d — 70 мм, t
*ж = 90° C’ W
A d„
9^ ^ ^max’ ax
(Pr) Ofl
O 10 20 JO ^OvtMfc
Рис. 38. График изменения опасных значений (fp'rv)on для резиновых манжет (ГОСТ 8752—61) при наличии давления жидкости (/*=«5 мм). Масло веретенное АУ, *В=20°С, ^max= 150° С:
I — d = 300 мм, *ж=40° С; 2 — d ~ 120 мм, *ж = 40° С; 5 - d = 300 мм, Іж = 90° С; 4 — d ~ 70 мм, *ж = 40° С; 5 d — 120 мм, іж = 90° С; 6 — d = 20 мм, *ж = 40° С; jr _ d = 70 мм, / = 90° С; 5-^=20 мм,
*ж = 90° С
Рис. 39. График изменения опасных удельных давлений (Рг)оп для резиновых манжет (ГОСТ 8752—61). Диаметр вала 70 мм. Масло веретенное АУ, tB = 20° С, W = 150° С:
1 — для манжеты с подкладным кольцом при наличии давления жидкости, ?ж = = 90° С, /' = 5 мм; 2 — то же, t = 40° С, V = 5 мм; 3 — для манжеты без подкладного кольца при отсутствии давления
жидкости, <ж = 90°с, Zmax- Admax: 4~ то же, /ж = 40° c/max, Admax; 5 - то
же- *ж = 90° С- 'min- Admin: 6 -то же-
*т = 4»° С, I
min»
A d„
88
Значения (fprv)on зависят от контактной длины уплотнений 1', см. уравнение (76). Чем больше V, тем меньше значение (fPrV)on, и наоборот. Величина V зависит от величины предварительного натяга манжеты при сборке на вал Ad = d — dBH. Чем больше Ad, тем больше I и меньше {fprv)on. Значения /' приведены ниже.
На рис. 39 представлены значения опасных контактных давлений (Pr)оп в зависимости от скорости скольжения, полученные из условий местного разогрева для диаметра вала d = 70 мм,
(р) -
\Рг) ОП —
Значениями коэффициента трения задаемся на основе опытных данных в зависимости от давления, например / = 0,055 при р = = 100 кгс/см2; f = 0,065 при р = 80 кгс/см2; f = 0,08 при р = = 40 кгс/см2; / = 0,16 при р = 10 кгс/см2 и f = 0,8 при р = = 0,5 кгс/см2.
Определение удельных давлений на поверхности скольжения
Удельные давления, возникающие на поверхности сопряжения армированных манжет с валом, определяют предельную скорость и долговечность уплотнений.
Принимаем следующую схематизацию; условно заменяем очертание лопасти манжеты цилиндром (рис. 40), при этом длина контактной линии уплотнения с валом при р = 0:
для армированной манжеты
V ** Ar (tg 35° + tg 60°) = 2,432Дг;
для уплотнительного кольца
у/ j . г — Ar л Д г
I =а2 sin a; cos а =-------- = 1-------;
J » г г ’
Ar — радиальное обжатие уплотнения при сборке.
Удельные давления при отсутствии давления жидкости (р = = 0)
Pr = Po в +Pnp-
При наличии давления жидкости (р ф 0)
Pr = Ров “Ь Pnp ~г kp, (77)
где р0в ¦— удельные давления на запирающих поверхностях манжет, обусловленные наличием радиальных деформаций за счет натяга лопастей при сборке; рпр — удельные давления, возникающие на поверхности сопряжения за счет действия пружин,
89
поджимающих лопасть к валу, без учета жесткости резиновых манжет; k — коэффициент уменьшения передаваемого в радиальном направлении давления жидкости (k «Л).
Удельные давления, возникающие на внутренней лопасти ман-жёты за счет деформации натяга лопасти при сборке (без пружины и без учета изгиба манжеты),
Тангенциальная деформация (относительный натяг)
где Ad8 = dH — dB.
Здесь ds, dB •— наружный и внутренний диаметры лопасти до сборки.
Удельные давления от пружины
Pnp = 0,4-т-4 кгс/см2.
Обычно меньшие значения рпр соответствуют большим диаметрам валов (300 мм) и большие — меньшим диаметрам (10 мм). Соответствующее усилие пружины Pnp определяется из выра-
Л:
'2
Рис. 40. Схемы к
расчету: а — армированная манжета; б —уплотнительное
кольцо
ЖЄНИЯ
где г — радиус цапфы; I1 — фактическая ширина участка прилегания лопасти к валу.
Удельное давление от действия пружины (без учета жесткости лопасти)
п = 2Рпр
Ипр dl' ’
где I' = l,216AdB; Pnp— усилие пружины.
Изменение длины контакта /' в соответствии с размерами и допусками на типоразмеры манжет по ГОСТ 8752—70 представлены на рис. 41.
Изменение е<в, р0в и рг с учетом размеров и допусков на изготовление представлены на рис. 42—44.
Значение р0в мало по сравнению с рпр.
Определение долговечности резиновых армированных манжет (ГОСТ 8752—70)
Для оценки срока службы резиновых уплотнений при обеспеченном тепловом режиме, исходя из энергетической теории износа, принимаем следующее уравнение, характеризующее износ при заданном натяге манжеты Ad:
(fPr)m'L = C1,
где L *— путь износа в м; L — ndnT60 = 3600vT; T — время работы в ч; п — число оборотов вала в минуту; v ¦.— окружная скорость вала в м/с; C1—постоянная величина для заданных условий, соответствует натягу Ad.
Для упрощения вычислений воспользуемся измененным выражением, введя понятие коэффициента работоспособности С,
С = (fp’rT'vT, (78)
где
г>__ Cl
~ 3600 •
Согласно опытным данным для армированных манжет d — = 70 мм; при наличии Admax ^ 1,5 мм и Hi1 = 2-г-З коэффициент работоспособности С = 1750.
Зависимость vT от р’г, соответствующая AJmax, Itil = 2,5,
С = 1750 (Admin a* At^max и С — j, представлена на рис. 45.
