Уплотнительные устройства - Макаров Г.В.
Скачать (прямая ссылка):
а) основное условие
Fn > Fk, (181)
где Fn—усилие предваритель- Рис. 112. Уплотнение красномед-ного поджатия дна; Fk — уси- ньм кольцом
лие, необходимое для осаживания
уплотнительного кольца до выбора зазоров в соединении;
б) дополнительное условие (с учетом давления запираемой среды)
Ffl, Fk -f- pS,
где Ffk — усилие от давления запираемой среды и предварительного поджатия.
Для определения усилия, необходимого для обжатия красномедного уплотнительного кольца, воспользуемся методом, разработанным д-ром техн. наук проф. Г. А. Смирновым-Аляевым [72] и канд. техн. наук В. М. Розенберг.
207
Деформация уплотнительного кольца при изготовлении его по предельным допускам будет неупругая, пластическая.
Выражения относительной конечной деформации кольца при его обжатии:
удлинение кольца в радиальном направлении
, D — d
E1 = Zr = ІП,
O0 Uq
D, d, h— размеры кольца после обжатия; D01 d0i h0 — размеры кольца до обжатия;
осевое укорочение
Sz = Sz = -In-^-;
тангенциальное удлинение или укорочение
о __о _]п D+ d
Количественная характеристика стадии деформации при пластическом формоизменении
8 = У\ (8I — Ч? + -J- (Є2 ~ Єз)2 -I- (? — E1)2 ,
или
Л )4-1-(?-N)*
2
Пренебрегая квадратом малой величины, имеем Є = (? — е2)2 = (? — е2).
Подставив значения S1 и є2, получим /3
Согласно закону соответствия видов напряженного и деформированного состояний
Oi “ (72 ^
8^ &2 &Z ®
где о — величина, характеризующая интенсивность напряженного состояния, соответствующая е.
Откуда
Er — є, 2
о. — O7 = —------- о = -7=- о,
1 г Є J/3
где Or = — рп Oz=- Pz.
208
Для случая, когда Gr = —р,
р,=р+щ°-
Усилие, необходимое для обжатия уплотнительного кольца,
Fk Ss PtSJif, (182)
где kf — коэффициент, учитывающий трение на торцах кольца. По У иксов у
Ь 2/1 ( г D-d. \
*f= f(D-d)W 2ft — і; *
Значение сг берется из опытной диаграммы.
Красномедные кольца обязательно должны отжигаться. При применении наклепанных, бывших в. работе колец, усилие, необходимое для их обжатия, возрастает примерно в 2—3 раза. Ориентировочно для предварительных расчетов можно принимать
Fk 1,5сгв5к,
где сгв — предел прочности меди.
На указанные условия поджатия доньев должна проверяться прочность концевой части цилиндра.
Уплотнение красномедными кольцами может быть надежно обеспечено для любых давлений как жидкости, так и газа.
При уплотнении неподвижных соединений с помощью резиновых колец величину поджатия уплотнительных колец для неподвижных соединений принимают несколько большей, чем для подвижных соединений, например,
k «(0,15--0,25) d%
§
и отношение -ф- 1,3, где S1 — площадь поперечного сечения
канавки, S2—площадь поперечного сечения кольца.
Иногда берут
D1 = D1k -|- U11
где U1— натяг до 5 мм.
Уплотнительные кольца могут применяться также на цилиндрических участках доньев аналогично уплотнениям штоков и поршней в подвижных соединениях.
Глава VIII
МАТЕРИАЛЫ УПЛОТНЕНИЙ
Выбор материалов уплотнений зависит от вида и состояния рабочей среды (жидкость, газ, пар, температура, давление, окислительная способность и др.), особенностей использования уплотнений (возвратно-поступательное или вращательное движение, скорость движения), особенностей конструкции уплотнения (ра-диально-контактные или торцовые) и др.
Материал должен обеспечивать необходимую герметичность соединения и заданную долговечность уплотнения.
Потери энергии при работе на преодоление сил трения в уплотнениях должны быть по возможности малыми.
Для понижения местной температуры нагрева на рабочих поверхностях уплотнения желательно иметь более высокий коэффициент теплопередачи X материала уплотнений, особенно для соединений с вращательным движением.
Для уменьшения чувствительности уплотнения к колебаниям температуры нужно стремиться, чтобы коэффициенты линейного расширения а материала уплотнений незначительно отличались от коэффициентов для материала сопряженных металлических деталей (например, стали).
46. ОБЛАСТИ ПРИМЕНЕНИЯ РАЗЛИЧНЫХ МАТЕРИАЛОВ
Материалы для радиальных контактных уплотнений
Для запирания различных масел на основе нефти применяются резиновые и пластмассовые манжеты и кольца, пеньковые, асбестовые, полуметаллические и металлические сальники, металлические и графитовые разрезные кольца.
Для запирания сжатого газа, пара, кислот и щелочей применяются асбестовые, полуметаллические, металлические и графитовые сальники.
Для запирания сжатого газа, кислот и щелочей применяются фторопластовые сальники.
Для запирания сжатого газа и пара применяются разрезные металлические кольца.
Ориентировочная допускаемая температура рабочей среды: для резины от —20 до +80° С, для сальника из хлопчатобумажной ткани до 100° С, для фторопласта-4 от —120 до +260° С, для угле-
210
графита до 500° С, для металлических уплотнений до 300—600° С в зависимости от материала.
Металлические и графитовые уплотнения применяются для наиболее тяжелых режимов работы (при повышенных температурах, давлении, скорости).
