Уплотнительные устройства - Макаров Г.В.
Скачать (прямая ссылка):
где C0 — коэффициент жесткости пружины.
Из уравнений (81) и (82)
Подставляя dh в уравнение dP, получим
Поделив на Scf получим
j^Tp / dr
откуда
dt —-----------------------dP
Stp ( dr \
0 Si \ dt )
Интегрируя это выражение в пределах t от 0 до Т, где T — срок службы, долговечность сальника, рг от р2г до pz> min, имеем
pZ1Inln
Т _ I dp;
5Тр ( dr
ft
• Z2
Имея в виду, что
с
dr * dh S1
dt dt St р
получим выражение
^z1ITiin PZ2
rp__ I dpzSc _ Sc [ dpz_
T— J c„(*-) " c" J (-S-)' 1
Pz2 \ dt J Pamiri4 at J
Характер изменения хода и усилия пружины в зависимости от времени работы, полученные в процессе испытаний, при различ-
104
ных усилиях предварительного поджатия рг; для пружины с коэффициентом жесткости C0 *=» 800 кгс/мм2 приведены на рис. 57. Изменение интенсивности износа сальника в зависимости от
осевого давления представлено на рис. ,58. Зависимость от рг
при установившемся износе и температуре 20° С .может быть выражена уравнением
: C1(Pi-SO)*, (84)
dh
dt
где C1 = (6-4-12) 10-
Лк,мм
CM
ч • кгс/см2
Рис. 57. Изменение стрелы поджатия Ah и усилия пружины P во время работы сальника при различных первоначальных поджатиях:
1 — pZ2 = 450 кгс/см2; 2 — pZz = 193 кгс/см2; 3 — pZz =
=120кгс/см2;---------изменение усилия пружины;----------
изменение поджатия пружины Ah
Большее значение C1 соответствует Pzcp^ 370 кгс/см2 на рассматриваемом участке при температуре корпуса —50° С, и меньшее значение C1 соответствует ргср ?=? 170 кгс/см2 при температуре корпуса 20° С.
dh
Подставляя значение из выражения (84) в уравнение (83), получим выражение долговечности сальника
Sc P dpz Sc Pz2 — Рг itnin
сГ“
^2
Sc р __________________dp
J (Pz —
50)2 C0Ci (P22 50) [Pz1 min 50)
(85)
pZ1Xnin
Значения pZt mln зависят от р (см. рис. 54).
При увеличении скорости скольжения (при обеспеченном тепловом режиме) необходимо вводить соответствующую поправку. При этом
T- _ sC Pz2 — Pzimin____ / V0 \П1
— 50) ' V ) ’ ' '
где V0
C0Cl (Pz2 — 50) (Pj1Inin ¦
0,0235 м/с и M1 *=» 1.
105
Как видно из уравнения (85), долговечность подпружиненного фторопластового сальника зависит от предварительного поджатия р2г, коэффициента жесткости пружины C0 и температуры
§’т/ч
Рис. 58. Изменение интенсивности износа сальника от осевого давления при C0 = 800 кгс/мм2
Рис. 59. Изменение долговечности фторопластового сальника при запирании сжатого азота в зависимости от первоначального поджатия:
1 — при 20° С; 2 — при —50° С
окружающей среды, в которой работает сальник (учитывается коэффициентом C1).
Значения долговечности, подсчитанные по уравнению (85) в зависимости от р2а и температуры корпуса, представленные на рис. 59, получены для сальника DXdXh = 40 X ЗО X 15, установленного на валу диаметром d=30 мм, имеющего п= 15об/мин, V=I9'41 м/мин, биение вала 0,03—0,04 мм, C0 = = 800’ кгс/мм, коэффициент жесткости пружины.
Как видно из графика (рис. 59) и опытных данных, для получения наибольшей долговечности необходимо иметь поджатие сальника при температуре корпуса 20° С р2з =200--250 кгс/см2 и при температуре—50°С Pz2= 300-н= =400 кгс/см2. При больших значениях Pz^ возрастает износ и уменьшается долговечность.
Изменение параметров Pi Л1тр, А, характеризующих работу сальника при температуре—50° С с учетом трехчасового перерыва в охлаждении, представлено на рис. 60.
Рис. 60. Изменение параметров Р, Mtр, h в зависимости от продолжительности работы t при температуре —50° С
106
Определение максимальной температуры на поверхности скольжения фторопластового сальника, работающего без смазки
При работе фторопластового сальникового уплотнения без смазки и увеличении до некоторого значения скорости скольжения наступает прогрессирующий износ и быстрый выход уплотнения из стря.
На рис. 61 представлена экспериментальная кривая изменения предельного пути L, проходимого точкой, взятой на валу, до выхода уплотнения из строя, в зависимости от скорости скольже-
НИИ V. и,м/мин
Как видно, с увеличением скорости от 1,7 м/мин до 2,1 м/мин при pZz = 200 ^-250 кгс/см2 происходит резкое падение долговечности Т.
Путь, проходимый при износе,
L = 60tiTnd, = 60vT при принятых размерностях: п в об/мин, T в ч, d вм, ив м/мин. При увеличении скорости-до 4—6 м/мин уплотнение выходит из отроя соответственно через —30—20 мин, что подчеркивает влияние температурного режима на долговечность фторопластового сальника.
Произведем определение максимальной температуры на поверхности скольжения с учетом изменения температуры по длине сальника.
Примерная схема распределения удельных давлений рг и температуры по длине вала представлены на рис. 62. Для удобства расчетов давление рг принимаем постоянным.
Принимаем тепловой режим установившимся, условия теплоотдачи одинаковыми с обеих сторон вала и I1^ I2. Количество тепла, выделяемого на единице длины уплотнения
Q == Л^соД (87)
где М'т—момент сил трения на единице длины уплотнения;
