Уплотнительные устройства - Макаров Г.В.
Скачать (прямая ссылка):
и
/
/ / 2
J
о
8 цм/с
Рис. 73. Зависимость коэффициента kv от скорости скольжения и давления жидкости:
1 — р = 0; 2 — р — 10 кгс/см2; 3 — P = 20 кгс/см2
k —J- —
/См -- г ----
(О + 1)
0,2.
5) Ht ,кгс см 60
а)
Mt, кгс CM 50
kB
30
20
10
0
1
2 I
3 —I
1
/
?—?—
1000 1500 2000 2500
п,об/мин
50.
<+0
30
20
10
0
^r
8 >-
/
9 Л-
-V IO
2^68
т,ч
Рис. 74. Зависимость момента сил трения резиновых армированных манжет от числа оборотов (а) и от продолжительности перерыва в движении (б) для различных диаметров вала и температур:
/ — 150 мм, t = —20° С; 2 — d = 150 мм, t = 50° С; 3 — d = 100 мм,' t = 50° С;
4 — d = 50 мм, і = 50° С; 5 — d = 25 мм, t = —50° С; 6 — d = 25 мм, t = 50° С; 7 — d = 150 мм, t = —50° С; 8 — d = 100 мм, t = —50° С; 9 - d = 150 мм; t » 20° С;
10 — d = 100 мм, / = 50° С
124
На рис. 74 приведены моменты сил трения, полученные экспериментально для резиновых армированных манжет (ГОСТ 8752—70), работающих в масле БЗ-13 при температурах 20, 50° С и при атмосферном давлении. Вал был изготовлен из стали, хромирован, обработан по 4-му классу точности с чистотой обработки поверхности V 9.
Разброс значений моментов сил трения для валов разных диаметров можно объяснить наличием разных натягов манжет на валу при сборке за счет допусков на изготовление манжет и вала, разными усилиями пружин, поджимающих лопасти манжет к валу
и др. Значения коэффициента kv — -j—, определенные при этих
/о
опытах, получились меньше, например при р = 0 и v — 19,5 jw/c k0 ^ 2, что объясняется другими значениями предварительного поджатия лопасти манжеты (натяг, усилие пружины), сорта масла, обработки вала и др.
Для резиновых армированных манжет с увеличением скорости скольжения коэффициент k0 увеличивается, причем быстрее при малых значениях р,
С увеличением продолжительности перерыва в движении момент сил трения при страгивании растет наиболее значительно в течение первых 1—4 ч,
Глава IV
БЕСКОНТАКТНЫЕ ГИДРОДИНАМИЧЕСКИЕ УПЛОТНЕНИЯ
23. ГИДРОДИНАМИЧЕСКИЕ ЦЕНТРОБЕЖНЫЕ УПЛОТНЕНИЯ
Для герметизации зазоров между валом и корпусом агрегата при больших скоростях вращения вала (v = 30-НІ50 м/с) и сравнительно больших давлениях жидкости (р = 40-^—100 кгс/см2) может быть применен гидравлический затвор, создаваемый действием центробежных сил, возникающих при вращении небольшого объема жидкости крыльчаткой, насаженной на валу.
Так как при работе центробежного уплотнения выделяется тепло, то для его отвода должен быть предусмотрен небольшой постоянный перепуск рабочей жидкости.
Для исключения утечки жидкости через зазор между лопатками крыльчатки и корпусом, в последнем предусмотрены выступы, а в крыльчатке — круговые канавки.
С увеличением числа лопаток улучшается стабилизация поверхности раздела газ—жидкость и уменьшается потребляемая жидкость.
Определение допускаемого рабочего давления
Давление в полости А (рис. 75) создается за счет рабочего давления р и центробежного давления рц, возникающего от вращения ЖИДКОСТИ C некоторой Средней' угловой скоростью CO1.
Давление на линии CC в полости А
Pa =Р + Рлц = Р + -^г g>i(#2 — rl).
Давление в полости В при отсутствии утечки жидкости создается только за счет центробежных сил при вращении жидкости со средней угловой скоростью W2.
Давление на линии CC в полости В
Pb = Рви. = ©2 (Я2 — fl),
где у ^ объемный вес жидкости, г2 — переменное значение уровня жидкости в полости В.
126
Для отсутствия утечки жидкости через уплотнение необходимо обеспечить равенство рА — рв или
P + ^c»US2-r?) = ^co!(*2-rl).
Откуда, запираемое рабочее давление p = -i-
Для того чтобы р имело положительное значение при заданных значения R > г2^ гъ необходимо обеспечить условие со2 > O1.
Для более эффективной работы уплотнения необходимо уменьшать Co1, и увеличивать со2,
Для увеличения Co2 вводятся прорези на диске-крыльчатке для принудительного вращения жидкости и уменьшается боковой зазор в полости В.
Введем отношения скоростей —; ,
(Од Шд
где сод — угловая скорость вращения диска-крыльчатки.
Тогда уравнение для р напишется в следующем виде:
Р=Л. W-rM- <104>
При r2 = rL = г
тг тт а ґл —- Jtn*
Переменные величины в этом уравнении р, (Од и г2.
Задаваясь двумя из этих величин, например р и г2, определим необходимую угловую скорость вращения диска сод для создания гидравлического затвора. Если зазор между диском и кожухом мал, то жидкость будет вращаться со средней угловой скоростью, примерно равной угловой скорости диска. При наличии некоторого зазора между диском и кожухом средняя угловая скорость
127
жидкости в этой полости будет меньше, чем угловая скорость диска о)д, но больше, чем .
При наличии радиальных ребер высотой t (вдоль оси вала), согласно рекомендаций [75],
" = iM1+т)-
где I — расстояние между стенкой кожуха и диском (включая t). При проектировании центробежных уплотнений необходимо стремиться обеспечить -4- и 1,
