Файл: Макаров Г.В. Уплотнительные устройства.pdf

вала v в м/с (диаметр 70 мм) при отсутствии давления жидкости будут следующими:

ления жидкости, например до р = 200-нЮО кгс/см2 , что имеет важное значение для проектирования ряда устройств.

Радиальные уплотнения, установленные наклонно по отношению к оси вала

Максимальное давление жидкости, при котором применяют радиальные контактные уплотнения для соединений с вращатель­ ным движением, как было рассмотрено выше, ограничивается местным нагревом уплотнения и участ­ ка вала, с которым оно соприкасается.

Можно значительно улучшить усло­ вия работы уплотнения, если восста­ навливать слой смазки и охлаждать участок местного нагрева.

Этой цели служат контактные уплотнения, установленные наклонно от­ носительно оси вала. В последнее время нашли применение [20] наклонно уста­ новленные кольца круглого попереч­ ного сечения (рис. 34).

Также можно устанавливать и дру­ гие уплотнительные элементы. При этом подвод смазки производится только на части поверхности прилегания.

Для возобновления смазки на половине поверхности прилега­

Чем больше наклон канавки, тем больший участок вала под уплотнением будет смазываться и лучше охлаждаться, но будет несколько увеличиваться утечка, жидкости.

Можно рекомендовать установку двух наклонных колец, что может обеспечить первому уплотнительному кольцу смазку по­ верхности прилегания с обеих сторон кольца..

81

Сечение канавок такое же, как для канавок, перпендикуляр­ ных оси вала.

Как показывают эксперименты, применение уплотнительных колец, установленных в наклонных канавках, выполненных на внутренней поверхности цилиндра, является весьма желательным, так как в этом случае имеют место минимальные потери энергии и наиболее высокая долговечность уплотнений.

Применение уплотнительных колец, установленных в наклон­ ных канавках, сделанных на наружной поверхности вала, не дает уменьшения потерь энергии, и даже наоборот, при этом потери увеличиваются по сравнению с кольцом, установленным в перпен­ дикулярной канавке.

Определение давления жидкости, допускаемого прочностью резинового кольца

Как показывают эксперименты, при применении высоких дав­ лений у уплотнительных элементов с малым поперечным сечением, например у колец круглого поперечного сечения, на внутренней рабочей поверхности появляются трещины, приводящие к раз­ рыву кольца.

Приближенное значение касательных напряжений на внутрен­ ней поверхности кольца, возникающих под действием сил трения при вращении вала, определяется по формуле

T c p = 0,8p/-^-=s£Tn p ,

" 2

где р — давление жидкости; / — коэффициент трения; d — вну­ тренний-диаметр кольца; d2—диаметр сечения кольца.

Давление жидкости, определяемое из условия прочности кольца, не должно превосходить

],25Tn p d2

P<—Jd~-

Если скорость вращения вала будет иметь некоторые периоди­ ческие колебания, например за счет работы гидропривода, то в этом случае могут проявиться и усталостные явления, пони­

Определение долговечности уплотнений

сучетом их износа

Вматериале уплотнений усталостные явления не будут иметь существенного значения. Причиной, определяющей долговечность уплотнений при правильно выбранном тепловом режиме является

82

имеет место у уплотнений, находящихся под давлением или постав­

рование износа производится определением приведенного времени

Принятое приближенное суммирование износа дает возмож­ ность применить ускоренные методы испытаний уплотнительных устройств в пределах рабочих режимов, допускаемых разогревом.

83

Зависимость долговечности (проходимого пути L или времени работы Т) отдельных разновидностей уплотнений при вращатель­ ном движении от давления жидкости р на основе опытных данных при d = 70 мм представлена на рис. 35.

На некотором базовом пути L 0 (в данном случае. L 0 ^ 104 км) кривые долговечности приближаются к параллельным прямым, для которых.при давлении р0 долговечность может быть весьма большой.

Долговечность резиновых колец круглого сечения, установлен­ ных наклонно на внутренней поверхности цилиндра, значительно превосходит таковую для тех же колец, установленных на внут­ ренней поверхности цилиндра перпендикулярно оси вала.

Коэффициент работоспособности уплотнений

Для упрощения расчетов воспользуемся коэффициентами рабо­ тоспособности, получаемыми при обработке кривых долговеч­ ности.

Принимаем за исходное выражение

ираспространяем его на всю кривую долговечности при износе. Для практических расчетов можно принять коэффициент

работоспособности при износе

Данная долговечность, соответствующая коэффициенту рабо­ тоспособности, обеспечивается при условии, что произведение fp'rv, определяющее местный нагрев, не превосходит допускаемое

имаксимальное давление—по условию прочности на разрыв. Пользуясь значениями С, можно вычислить предельные зна­

чения Т при переменных р'г и и.

Определение долговечности резиновых армированных манжет (ГОСТ 8752—70)

Рассмотрим определение долговечности армированных манжет с учетом конструктивных особенностей,, а также эксперименталь­ ных данных.

84

Армированные манжетные уплотнения, используемые для гер­ метизации соединений корпусов с вращающимся валом, обычно выходят из строя по причине износа рабочих лопастей в течение сравнительно длительного времени. Однако при местной темпе­ ратуре нагрева вала на поверхности скольжения выше темпера­ туры вулканизации резины уплотнения быстро, выходят из строя по причине повреждения лопасти — появления трещин на рабо­ чей поверхности. В соответствии с этим при выборе рабочего ре­ жима использования манжет рекомендуется:

1)проверить, чтобы заданный рабочий режим использования уплотнений (давление жидкости и скорость вала) допускался тепло­ вым режимом;

2)определить ориентировочную долговечность для заданных рабочих условий.

Определение предельных режимов работы - ' армированных манжет исходя из теплового режима

Определение предельных режимов произведем из рассмотре­ ния местной максимальной температуры вала под уплотнением при установившемся тепловом потоке по методике, изложенной выше. Ранее было получено: '

ж

Ах&* thWi /пр, ===.thxi;. xv== mj^;

85