Уплотнительные устройства - Макаров Г.В.
Скачать (прямая ссылка):
Особое место занимает гидродинамическое уплотнение с деформируемой втулкой и гидродинамическое торцовое уплотнение с запланированным отводом небольшого объема жидкости для обеспечения жидкостного трения, при котором вне зависимости от скорости вала можно запирать любое высокое давление.
Указанные кривые являются ориентировочными. Относительное положение центробежных и винтоканавочных уплотнений может изменяться в зависимости от вязкости жидкости, размеров и конструкции уплотнений.
152
Удельные потери мощности в уплотнениях
Необходимо отметить, что с увеличением скорости вращения вала резко увеличиваются потери мощности, расходуемой на преодоление сил трения в уплотнениях. Различные уплотнения имеют разные удельные потери.
На рис. 88 представлены сравнительные данные о величине потери мощности в зависимости от скорости вала, отнесенные
N7/pf л с-CM2/кгс
О W 20 JO ьо у, м/с
Рис. 88. Сравнение удельной потери мощности для различных уплотнений (для торцовых вместо р принято pf):
1 — армированное манжетное; 2 — центробежное (масло АМГ-10, t= —10°С); 3 — терцовое; 4 — центробежное (веретенное масло, t = 30° С); 5 — виитоканавочное
к единице давления рабочей жидкости определенной исходя
из предельно допустимого давления р.
Как видно из этого рисунка, наибольшие потери с увеличением скорости имеют манжетное, торцовое и центробежное уплотнение. Наименьшие потери имеет виитоканавочное уплотнения.
Данные о величине утечки жидкости через радиальные контактные уплотнения и их долговечности приведены ниже.
Глава V
ГИДРОДИНАМИЧЕСКАЯ ЗАЩИТА КОНТАКТНЫХ УПЛОТНЕНИЙ
29. ЗАЩИТА КОНТАКТНЫХ УПЛОТНЕНИЙ
Гидродинамическая защита контактных уплотнений — это новый этап в совершенствовании уплотнений. С ее помощью можно осуществить длительные напряженные режимы гидравлических агрегатов при высоких значениях к. п. д.
Рис. 89. Схема гидродинамической защиты контактных уплотнений
Для защиты уплотнений целесообразно использовать существующие гидродинамические уплотнения (щелевые, центробежные и винтоканавочные). Однако желательно создание новых, таких как:
1) гидродинамические уплотнения с отводом небольшого объема жидкости из полости уплотнений, в которых утечка жидкости ограничивается специально -создаваемым гидравлическим сопротивлением при протекании жидкости в малом зазоре;
2) гидродинамические торцовые уплотнения с использованием подъемной силы масляного клина.
Гидродинамические уплотнения с отводом жидкости могут применяться самостоятельно, а также для защиты контактных уплотнений.
Центробежные и винтоканавочные уплотнения могут применяться только при высоких окружных скоростях и ограниченном давлении, например, при Vb2ljisl = 20ч-50 м/с и р & 20 -+100 кгс/см2.
Гидродинамические уплотнения обеспечивают высокую долговечность при самых напряженных режимах работы.
154
Отдельные случаи применения гидродинамических уплотнений с отводом жидкости в технике известны. На рис. 89 был показан простейший случай отвода части жидкости из полости уплотнения в гидроцилиндрах станков, в центробежных и других насосах.
Для уменьшения наружной утечки иногда применяют несколько камер контактных уплотнений, из которых отводят протекшую жидкость [9]. В ряде случаев только гидродинамические уплотнения позволяют снизить утечку до необходимого уровня.
Например, только применение отвода жидкости, введение смазки и охлаждения, а также использование металлических уплотнений позволили добиться удовлетворительной работы центробежных насосов при значительных числах оборотов.
Ниже излагаются основы защиты уплотнений и результаты исследований, посвященных применению ее в гидравлиФских устройствах.
30. ЭФФЕКТИВНОСТЬ ГИДРОДИНАМИЧЕСКОЙ ЗАЩИТЫ КОНТАКТНЫХ УПЛОТНЕНИЙ
Рассмотрим гидродинамическую защиту уплотнений за счет частичного отвода жидкости перед уплотнением и определим возможную степень понижения давления в полости уплотнения, достигаемую с её помощью.
На рис. 89 показана схема агрегата с возвратно-поступательным движением с применением защиты уплотнений.
Жидкость, находящаяся в цилиндре под давлением р, проходит через щелевое уплотнение с площадью зазора S1H попадает в полость контактного уплотнения. Чтобы снизить давление перед контактным уплотнением, жидкость направляется по перепускному трубопроводу площадью S2 в сливную полость. Поэтому давление Py значительно меньше р.
При истечении жидкости через кольцевой зазор возможно турбулентное или ламинарное движение.
Эффективность гидродинамической защиты при турбулентном истечении жидкости в зазоре
Определим отношение при турбулентном истечении жидкости.
Уравнения перепадов давлений:
Py =^«2; P-Py = ^ul
уравнение непрерывности потока
*^1^1 “ 2^2*
155
Решая эти уравнения, получим:
P = Py +Щиъ
-?-=1 +
Py
А
kn
№)'•
(119)
Следовательно, эффективность защиты уплотнений зависит от ?
отношения площадей и коэффициентов гидравлического сопротивления -А.
К о
Зависимость от указанных величин представлена на
