Уплотнительные устройства - Макаров Г.В.
Скачать (прямая ссылка):
< *ОП, (3)
где для резины ?оп a* 150° С и определяется из условий повреждения резины; для металлических уплотнений, например для пары бронза—сталь ton = 80ч-150° С и определяется из условия отсутствия задиров на рабочей поверхности.
Поверхности цилиндров, штоков и валов, по которым перемещаются резиновые уплотнительные элементы, должны быть шлифованы с последующей полировкой, чистота обработки не ниже V7—V8, но не выше V9 — VlO, так как при этом возрастают прилипание и износ резиновых деталей [51]. Следы обработки должны быть перпендикулярны к оси штока (вала). Поверхности стальных деталей, по которым скользят резиновые уплотнительные детали, рекомендуется хромировать.
На работу мягких контактных уплотнений, а также винто-канавочных и щелевых существенное влияние оказывают величины зазоров в местах соединения штоков (поршней) с корпусами.
. Уплотнения быстроходных валов (поршней) чувствительны к смещениям относительно оси вращения, поэтому перекосы и биения валов или направляющих деталей относительно корпусов должны быть минимальными во избежание задиров.
Уплотнения должны быть защищены от пыли, например постановкой дополнительных войлочных и других сальников с внешней стороны. При напряженных рабочих режимах, вызывающих большой разогрев уплотнительных устройств, должно быть предусмотрено охлаждение их, например за счет проточной воды и т. д.
Глава II
УПЛОТНИТЕЛЬНЫЕ УСТРОЙСТВА ДЛЯ СОЕДИНЕНИЙ С ВОЗВРАТНО-ПОСТУПАТЕЛЬНЫМ ДВИЖЕНИЕМ
В настоящей главе рассматриваются контактные уплотнительные устройства, применяемые для герметизации соединений, имеющих относительное возвратно-поступательное движение деталей (штоков, поршней, цилиндров).
Другие разновидности, например щелевые, гидродинамические с деформируемой втулкой, которые могут быть использованы как для соединений, имеющих относительное, возвратно-поступательное движение, так и для соединений с вращательным движением деталей, будут рассмотрены отдельно.
4. КЛАССИФИКАЦИЯ ОСНОВНЫХ РАЗНОВИДНОСТЕЙ
УПЛОТНИТЕЛЬНЫХ УСТРОЙСТВ для СОЕДИНЕНИЙ С ВОЗВРАТНО-ПОСТУПАТЕЛЬНЫМ ДВИЖЕНИЕМ
По принципу действия уплотнительные устройства подразделяются на контактные и бесконтактные. 1
К контактным уплотнительным устройствам относятся: кольцевые, манжетные, сальниковые, дифференциальные.
К бесконтактным уплотнительным устройствам—щелевые и сильфонные. Щелевые уплотнения ограничивают вытекание жидкости за счет гидравлического сопротивления при протекании в малом зазоре. Щелевые уплотнения подразделяются на простые щелевые, лабиринтные и с деформируемой втулкой. В сильфонных уплотнениях соединение изолируется за счет пайки (или другого закрепления) концов деформируемого гофрированного уплотнительного элемента.
По материалам уплотняющих деталей уплотнительные устройства разделяются на следующие:
а) неметаллические (резиновые, пластмассовые, графитовые, пеньковые, асбестовые и др.);
б) металлические (стальные, чугунные, бронзовые, медные, алюминиевые и др.).
По продолжительности работы: работающие длительно, например 5000—6000 ч при числе двойных ходов поршня N ^ IO7, и работающие кратковременно.
10
Упомянутые выше уплотняющие детали применяются как по отдельности, так и в различных сочетаниях, в зависимости от условий их работы и принятого конструктивного решения.
Рассмотрим особенности отдельных уплотнений, а также обобщенные опытные данные по величине утечки жидкости, долговечности уплотнений и потерям энергии при работе.
5. ОПРЕДЕЛЕНИЕ УДЕЛЬНЫХ ДАВЛЕНИЙ, ВОЗНИКАЮЩИХ НА УПЛОТНЯЮЩИХ ПОВЕРХНОСТЯХ ПРИ СБОРКЕ
Мягкие уплотняющие детали контактных уплотнений (уплотнительные кольца, манжеты и др.) устанавливаются в гидравлические агрегаты с натягом. При этом на запирающих поверхностях создается предварительное удельное давление.
Как показывают эксперименты, величина предварительного удельного давления оказывает существенное влияние на величину утечки жидкости через соединение при работе, а также на величину сил трения в уплотнениях, а следовательно, на их долговечность и нагрев агрегата.
Определим значение предварительного удельного давления для основных уплотнительных элементов.
Предварительные удельные давления на запирающих поверхностях уплотнительных колец
Для установления связи между предварительным поджатием (относительной тангенциальной деформацией et) при сборке и величиной возникающих давлений р0в на внутренней запирающей поверхности и р0н на наружной воспользуемся задачей Ляме [41 ]
Fr - 2 п 2rH + '2 2 rI ^ + 2/-2 і
* 3 ^0b г2 г2—г2 3 ^0hг2 Jl_Jl 3 Iv
H rB H rB
где гв — внутренний радиус кольца; гн — наружный радиус кольца; аг—осевое напряжение в кольце!
Приняв ог == 0 и рассмотрев это уравнение последовательно для Г = /¦„, г = гв, получим
P — Е (Г“ ~ [3s^rB ~ (2rH + гв)] ^
. _?Wbl>|. , «+»і)W+'S)1) ...
Po.- *.+ w + + ay_ . W
11
Дг„
Д'и ,
где ?/в = ; Є/„ = -jr-\ E — модуль нормальной упругости
материала уплотняющих деталей.
При наличии натяга величина е,н будет отрицательной.
