Уплотнительные устройства - Макаров Г.В.
Скачать (прямая ссылка):
1 — сальник; 2 — манжета
ность, хотя их конструкция сложнее и габариты больше, а также выше силы трения'и потери энергии в уплотнениях при движении.
Манжеты бывают нормальные (рис. 5, а), шевронные (рис. 5, б) и прямоугольные однолопастные (рис. 5, б). Размеры манжет предусмотрены стандартами: нормальные — ГОСТ 6969—54
и шевронные — ГОСТ 9041—59.
В качестве материала нормальных манжет применяется резина, шевронных — прорезиненная хлопчатобумажная ткань и резина, иногда капрон, полихлорвинил? прорезиненный текстолит, кожа и др. В случаях специального использования манжеты могут быть выполнены из ковкого чугуна, нержавеющих сталей, никелевых сплавов.
Прямоугольные манжеты изготавливают из прорезиненной ткани и твердой резины.
Наиболее широкое применение нашли нормальные и шевронные манжеты.
23
Прямоугольные манжеты имеют большие габариты, а также, ввиду большой их жесткости, для запирания жидкости при малых давлениях требуют предварительной осевой затяжки, что вызывает большие силы трения. Поэтому эти манжеты находят применение в сочетании с сальниковой набивкой, например в ковочных прессах при сравнительно высоких давлениях [51].
Манжеты обычно устанавливают в сочетании с металлическими подманжетньми кольцами. Однако, как показывают эксперименты, манжеты при наличии постоянного направления давления жидко-
Рис. 6. Уплотнение поршня и штока манжетами:
1 — латунная втулка; 2 *— манжета; 3 — подманжетиое кольцо; 4 — опорное кольцо
сти способны надежно запирать жидкость и без подманжетных колец.
Конструкции уплотнения штока и поршня при использовании нормальных манжет представлены на рис. 6.
•Манжеты применяются при давлении жидкости приблизительно до 500 кгс/см2 и скорости перемещения штоков и поршней до 10—12 м/с.
Манжетное уплотнение, состоящее из одной резиновой манжеты (ГОСТ 6969—54) и двух шевронных манжет (ГОСТ 9041—59) из доместика, испытано при давлении (жидкости (веретенное масло АУ) до 1000 кгс/см2 и скорости перемещения штоков 0,6 м/с в течение суммарного числа ходов 1150. Герметичность соединения была в заданных пределах.
Допускаемое давление жидкости и скорость перемещения определяются из условий обеспечения заданной долговечности манжет и отсутствия недопустимого нагрева гидравлического агрегата за счет работы сил трения в уплотнениях.
Приближенное значение максимального давления жидкости, которое допускается прочностью манжет, можно определить из рассмотрения прочности лопасти на разрыв от силы трения, возникающей на соответствующем участке лопасти,
где ах — толщина лопасти; Ix — расстояние от острой запирающей кромки до рассматриваемого сечения; 0пр — предел прочности резины на разрыв; /—коэффициент трения.
19
Удельные давления, возникающие на рабочих поверхностях манжет при запирании жидкости
1. Запирание жидкости между штоком и внутренней лопастью манжеты. Задача аналогична рассмотренному выше случаю поведения уплотнительных колец, находящихся под давлением жидкости, действующим в осевом и радиальном направлениях. Диапазон
изменения отношений для резины будет I ^ — с 1,07.
г
2. Запирание жидкости между цилиндром и наружной лопастью манжеты. Диапазон изменения для
резины I ^ Si 0,82.
3. Запирание жидкости опорной частью манжеты. Задача аналогична рассмотренному выше случаю поведения уплотнительных колец, поставленных без зазоров по внутренней и наружной поверхностям.
Отношение давлений
^ ~ 0,82.
Из полученных зависимостей можно сделать следующие выводы.
Запирание жидкости наружной лопастью является менее надежным, чем внутренней. Наружная лопасть не обеспечивает автоматического запирания жидкости под давлением последней.
Для запирания жидкости наружной лопастью необходимо предварительное упругое обжатие манжеты при сборке за счет наличия конического раструба, превышающего диаметр гнезда под манжету.
Запирание наружной лопастью обеспечивается главным образом за счет острой запирающей кромки.
Для повышения надежности работы манжеты целесообразно использовать ее при наличии движения штоков и поршней по внутренней лопасти. Для применяемых манжет по внутренней лопасти -у- = 1,0026-1-1,01, по наружной — -у- = 0,9851-й),9975.
Ввиду малого перепада давлений манжеты рекомендуется использовать только для запирания жидкости.
Указанные выводы сделаны для состояния покоя без учета влияния сил трения при движении. Если сила трения сжимает лопасть, то надежность действия повышается, если сила трения
Рис. 7. Схема распределения удельных давлений на запирающих поверхностях манжеты:
1 — наружная лопасть; 2 *— внутренняя лопасть
20
растягивает лопасть, то надежность действия лопасти понижается. Примерное распределение давления на запирающих поверхностях манжеты d X D = 80 X 110 в состоянии покоя при р — =300 кгс/см2 показано на рис. 7.
4. Запирание жидкости шевронными манжетами в состоянии покоя. Для шевронных
манжет отношение рг
Рис. 8. Схема распределения удельных давлений на запирающих поверхностях шевронных манжет
