Уплотнительные устройства - Макаров Г.В.
Скачать (прямая ссылка):
Полученные на основе опытных данных значения fPr приведены на рис. 63.
Произведенные замеры температуры на поверхности вала с помощью термопар показывают сравнительно близкое совпадение с расчетными данными.
Таким образом, при температуре на поверхности сопряжения сальника с валом, равной 60—100° С и выше, наступает местное размягчение фторопласта, снижение механических характеристик его, которые при наличии трения скольжения приводят к прогрессирующему износу и быстрому выходу уплотнения из строя, примерно через 20—60 мин.
При этом сальник в основной своей массе имеет более низкую температуру и остается более жестким.
На основании проведенных опытов можно сделать вывод, что для обеспечения длительной долговечности фторопластового сальника необходимо, чтобы температура вала на поверхности скольжения была невысокой, например не выше 60—100° С, и произве-
112
денне pzv не превосходило некоторого значения, например, pzv < 10 кгс/см-с. При pzv = 20ч-37 кгс/см • с уплотнение выходило из строя по причине сильно прогрессирующего износа.
Влияние других факторов на долговечность сальника
Кроме разобранных выше факторов, большое влияние на долговечность сальникового уплотнения оказывает биение рабочей поверхности вала относительно внутренней поверхности сальника. При увеличении биения вала с 0,04 до 0,08 мм долговечность уменьшалась в 6—20 раз.
При вращении эксцентричной поверхности вала, во избежание появления местных зазоров в сопряжении вала с сальником, последний должен под действием пружины своевременно и на нужную величину деформироваться. При появлении местных зазоров наступает нарушение герметичности соединения.
Было выявлено влияние чистоты обработки рабочей поверхности вала под хромирование. При увеличении чистоты обработки с. V7 на V9 долговечность сальника увеличилась до четырех раз, а при изменении с V8 на V9 увеличилась на 30—75%.
21, ТОРЦОВЫЕ УПЛОТНЕНИЯ
Применение торцовых уплотнений для герметизации соединений с вращающимися валами в последнее время значительно расширилось, так как они обеспечивают надежную герметизацию соединения без утечки жидкости в состоянии покоя и малую утечку жидкости при работе уплотнения.
Торцовые уплотнения по расположению в агрегате разделяются на наружные и внутренние, а по соотношению давлений — на неразгруженные и разгруженные. У разгруженных уплотнений на запирающих поверхностях устанавливается отношение
давлений ~-<Н» У неразгруженных уплотнений ^l.
Здесь р' — среднее контактное давление на запирающих поверхностях от усилий поджатия без учета противодавления в масляной пленке и р — давление запираемой жидкости.
Неразгруженные уплотнения обеспечивают более надежную герметизацию, но они быстрее нагреваются и выходят из строя.
Для торцовых уплотнений целесообразно применять пары материалов, имеющих возможно меньший коэффициент трения, лучшую теплопроводность и наиболее высокие допускаемые удельные давления.
Для уплотнительных колец применяются: латунь, бронза, чугун, текстолит, графит, керамика, а для опорных колец берутся более твердые материалы за исключением керамики, для которой принимается менее твердое опорное кольцо.
Чистота обработки рабочих поверхностей V9—Vll-
113
Усилие пружины, поджимающей уплотнительное кольцо, существенного значения на работу уплотнений, находящихся под давлением, не оказывает, так как ее сила мала по сравнению
Низкое
давление
Подвод жидкости
Рис. 64. Разновидности тор-Высокое цовых уплотнений: а— уплот-дадление нение с применением силь-фона; б — наружное гидростатическое уплотнение; в — наружное уплотнение с подводом смазки; г — двойное торцовое уплотнение; д — эксцентричное металлическое уплотнение с острой кромкой:
ЩВ
1 — неподвижное кольцо; 2 — вал
с давлением жидкости. Пружина должна перемещать уплотнительное кольцо по валу до упора.
Часто применяют торцовые' уплотнения в сочетании с силь-фонными (рис. 64, а). Сильфонные уплотнения применяются для
114
запирания масла, пара, газа, кислот и других сред при давлении от глубокого вакуума до давления порядка 70 кгс/см2 при температуре от —185 до -(-870° С. Сильфоны изготавливаются из различных материалов в зависимости от условий работы уплотнения.
Для повышения нагрузочной способности уплотнения в целях обеспечения лучших условий смазки трущихся поверхностей и уменьшения нагрева применяются торцовые уплотнения с принудительной смазкой от внешнего источника (рис. 64, б) и с подводом смазки на отдельных участках (рис. 64, в).
На рис. 64, г представлено двойное торцовое уплотнение [95], применяемое при высоких давлениях для запирания газов, химически опасных и горячих сред, а также жидкостей, содержащих твердые частицы.
В этих случаях предусматривается принудительная циркуляция жидкости для создания уплотняющего давления, необходимого для смазки поверхностей скольжения и отвода тепла, возникающего при трении.
Запирающая жидкость имеет давление выше, чем у запираемой среды, например на 1—2 кгс/см2.
