Файл: Макаров Г.В. Уплотнительные устройства.pdf

2 . 0 ) 2 5 ° ' 5

( С ¥ ) Ж 1 9 /

к*1,31

'прЧ 0.3 .

„о.п

l0,15

mi — X l

• /

= / i 4- — •

для

воздуха:

2

"^^^вала^

^^^вала^

возд>

авозд — '

ккал/(м2 -ч-град);

при

Re/ =

103 -f-2-105

N u f =

0,216Ref ;

Re/ =

vd

- ^ - ;

для

сухого

воздуха

при t

= 20° С: v =

15,06-Ю- 6 м2 /с; Я,/

= 2 , 2 3 - Ю - 2

ккал/(м-ч-град);

_

0 , 2 1 6 » 0 ' 6 d

0 ' 6 X B o 3 f f

, До

t i l Х21

а,возд '

Х-2 — Hlilnp2

—

2 - 0,216 0

'Чала^возд г пр2 3 6 0 0 W

^а5 ла^Чо3 зд^5

' 2 - 0 , 2 1 6 ° ' 5 / W \

0 ' 5

^ f - ^ a

36000 '3 ;

В О З Д

—

/" "

>

Aip2 — ^2 Н

п~ •

'пр2

Z

=

427^в'а5ла

/

s0,l9j,0,31 .

0,И

^ т а х

' ж /

" Г

2

~

3600°-7 -104 - 4

+

о.эзя,'0,6

л

возд^г

(^тах

''в)

v 0,3

*возд

Значения Л ] и Л а изменяются

несущественно.

Принятые

обозначения: S =

~

поперечное

сечение

вала

в м2 ; Хвала — коэффициент теплопроводности

стального

вала

в ккал/(м-ч-град), при i

=

40° С

Я в а л а

=

43;

при

i

=

90° С

^вала =

42;

А,ж —

коэффициент

теплопроводности

жидкости

в ккал/(м-ч-град) для веретенного

масла,

Хж

=

0,123;

А в 0 3 д —

коэффициент

теплопроводности воздуха

в

ккал/(м-ч-г.рад), с ж —

удельная

теплоемкость

жидкости

в ккал/(кгс-° С), для

веретен­

ного

масла

с ж

=

0,43;

уж

—

удельный

вес

жидкости

в

кгс/м3 ,

для

веретенного

масла

при

t — 40° С у ж

=

880,

при

t — 90° С

у>к

=

860;

/ n i a x

— опасная

местная

температура,

для

резины

Аиах =

150° С;

/ ж

—

температура

жидкости

в °G;

tB—

темпера­

тура

окружающего

воздуха в ° С;

v—окружная

скорость

вала,

на поверхности скольжения в м/с;

d — диаметр

вала

в м;

/' —

длина рабочего

участка

уплот­

у,

S

нения в м; / — коэффициент тре­

0,07

?

si

ния

скольжения;

v B 0 3 A — к и н е ­

/

-

г

матический

коэффициент

вяз­

0,06

кости воздуха в м2 /ч, для сухого

воздуха

при

t

=

20° С

v B 0 3 A

=

0,05

3

=

0,054;

УЖ—кинематический

коэффициент вязкости жидкости

0,04

ц

в м2 /ч

для

веретенного

масла,

0, Од

при

t

=

40° С

v> K =

0,061,

при

10

20

30

40

v,.M/c

t — 90° С v,K =

0,018;

р'г—

кон­

о

тактное

давление

на

поверхно­

Рис.

36.

График

изменения

коэффи­

сти

прилегания

уплотнения

к

циента

г 2

для резиновых

радиально-

валу

в

кгс/см2 ;

ссж

—

коэффи­

контактных

уплотнений

(армирован­

циент

теплоотдачи

от

вала

к

ных манжет и уплотнительных колец).

Масло

веретенное

А У ,

tB

=

20° С,

жидкости

в

ккал/(м2 -ч-град);

W =

150° С:

а п

— коэффициент

теплоотдачи

/ — d =

300 мм,

t = 40° С;

2 — d =

от

вала

к

окружающему

воз­

=

20

мм,

t —

40° С; 3

— d =

300 мм, / =

=

90° С; 4 -

d =

20 мм,

t

=

90° С

духу

в ккал/(м2 -ч-град); Мт

—

момент

сил

трения

в кгс-м;

Q x — количество

тепла,

отводимое

в

окружающую

среду

через

часть

вала,

расположенную

Уравнение (76)

справедливо для любых

радиально-контакт-

ных уплотнений (манжет, уплотнительных колец и др.).

Полученные значения Z 2 представлены на рис. 36, где принято

для резины

/ г а а х =

150° С. На величину Z 2 существенное влияние

оказывает температура жидкости в агрегате

и диаметр

вала.

На

рисунке

даны

значения

Z 2 для tiK — 40° С

и tm =

90° С;

d =

20 мм и d = 300 мм при

= З-г-10;

= 3.

С увеличением

длины вала с 1Х =

3d до / х =

Id функция Z 3

увеличивается

незна­

Рис. 37. График изменения опасных зна­

чений (fPrv)

о п

Для

резиновых манжет

(ГОСТ 8752—61) при. отсутствии давления

жидкости

для

d = 20—300 мм. Масло вере­

тенное

А У ,

'в

= 2 0 °С '

'шах=

150° С: / -

=

70 мм, г},(=

= 4 ° ° С -

'min' A

W

2-rf=»20MM. t1K =

=

« " С .

/ m j n ,

A r f m j n ;

3 - r f =

20

мм,

, ж

=

=

40° С,

I

- .

Ad

. •

4 — d =

300

мм,

/ ж

=

min'

mm'

5 — rf =

=

40° С,

1

70

мм,

< ж

=

'—

90° С,

/'min' ^min'

ff — =

120

мм,

/ ж

=

=

90° С.

I min'

^f 'miu'

7 — d = 20 мм,

< ж

=

=

90° С, I

- .

Ad

• ;

Я — d =

300

мм,

/ ж

=

mm'

min'

«7

20

30

tO

V.M/C

9 0 ° C '

'min'

A « W

9 — d — 20

MM,

/ ж

=

=

4 0 ° C

'

'max- A d maX :

-

d =

120 мм,

г

ж

=

=

40° с,

г . ,

Ad

;

//

d

=

70 мм,

t x

= 40° С,

I

max'

Ad

;

12 -

d

=

'

mm'

max'

13 — d — 120 мм

""max

=

20 мм,

t...

90° C ,

/

< ж

=

90°

С,

/ max'

ax'

d =

300 мм,

* ж =

90" С,

Z m a x

,

A r f m a x ;

/5

d =

70

мм, (

90° С I

. Ad

m ax

(fprV)MK8C-M/(CM?-C)

(Pr)on

max'

13

100

10

0

10

20

3D

ЦО и, м/с

4 С и, М/С

Рис. 38.

График

изменение опасных

Рис. 39.

График изменения

опасных

значений

(fp'rv)mдля резиновых ман-

удельных

давлений

( р г ) о п

для

рези­

жет (ГОСТ

8752- •61) при

наличии да-

новых манжет (ГОСТ 8752—61).

Диа­

вления жидкости

(/«=;5 мм). Масло ве-

метр вала 70 мм. Масло веретенное А У ,

ретенное

А У ,

=20° С,

/ т а к = 1 5 0 ° С :

* в =

20° С, W

= 150° С:

Значения

(fprv)0n

зависят

от контактной длины уплотнений

V, см. уравнение (76). Чем

больше /', тем

меньше значение

{fprv)on,

и наоборот. Величина V зависит от величины предваритель­

ного натяга манжеты при сборке на

вал Ad = d — d B H .

Чем

больше Ad, тем больше I и меньше (fprv)on.

Значения /' приведены"

ниже.

На

рис.

39 представлены

значения

опасных

контактных

дав­

условий местного разогрева для диаметра вала

d =

70 мм,

(Рг)оп

(ftV°)o„

Значениями

коэффициента трения задаемся на основе опытных

данных в зависимости от давления, например /

= 0,055 при р —

=

100

кгс/см2 ;

f

=

0,065 при

р

= 80 кгс/см2 ;

/

=

0,08

при

р

=

=

40

кгс/см2 ;

/

=

0,16 при р

=

10 кгс/см2 и

f

=

0,8

при

р

=

=

0,5

кгс/см2 .

Г «

Ar (tg 35° +

tg 60°)

=

2,432Ar;

для

уплотнительного

кольца

I =

d2

sin a;

cos а =

=

1

;

Дг —

радиальное

обжатие

уплотнения

при сборке.

Удельные давления при отсутствии

давления

жидкости (р =

==0)

Рг = POD +

Рпр-

При наличии давления жидкости (р Ф 0)

Pr — Pto+Pup

+

kp,

.

(77)

где

р 0 в

удельные давления

на

запирающих

поверхностях

манжет, обусловленные наличием радиальных деформаций

за счет

натяга

лопастей при сборке; р п р — удельные

давления,

возни­

кающие

на поверхности сопряжения за счет

действия пружин,