Файл: Макаров Г.В. Уплотнительные устройства.pdf

дило из строя по причине сильно прогрессирующего износа.

Влияние других факторов на долговечность сальника

Кроме разобранных выше факторов, большое влияние на дол­ говечность сальникового уплотнения оказывает биение рабочей поверхности вала относительно внутренней поверхности сальника. При увеличении биения вала с 0,04 до 0,08 мм долговечность умень­ шалась в 6—20 раз.

При вращении эксцентричной поверхности вала, во избежание появления местных зазоров в сопряжении вала с сальником, по­ следний должен под действием пружины своевременно и на нужную величину деформироваться. При появлении местных зазоров наступает нарушение герметичности соединения.

Было выявлено влияние чистоты обработки рабочей поверх­ ности вала под хромирование. При увеличении чистоты обработки

Применение торцовых уплотнений для герметизации соедине­ ний с вращающимися валами в последнее время значительно рас­ ширилось, так как они обеспечивают надежную герметизацию соединения без утечки жидкости в состоянии покоя и малую утечку жидкости при работе уплотнения.

Торцовые уплотнения по расположению в агрегате разде­ ляются на наружные и внутренние, а по соотношению давлений — на неразгруженные и разгруженные. У разгруженных уплотне­ ний на запирающих поверхностях устанавливается отношение

ностях от усилий поджатия без учета противодавления в масля­ ной пленке и р — давление запираемой жидкости.

Неразгруженные уплотнения обеспечивают более надежную герметизацию, но они быстрее нагреваются и выходят из строя.

Для торцовых уплотнений целесообразно применять пары материалов, имеющих возможно меньший коэффициент трения,

чугун, текстолит, графит, керамика, а для опорных колец берутся более твердые материалы за исключением керамики, для которой принимается менее твердое опорное кольцо.

Чистота обработки рабочих поверхностей V 9 — V l l -

113

Усилие пружины, поджимающей уплотнителыюе кольцо, существенного значения на работу уплотнений, находящихся под

с давлением жидкости. Пружина должна перемещать уплотнительное кольцо по валу до упора.

Часто применяют торцовые уплотнения в сочетании с сильфонными (рис. 64, а). Сильфонные уплотнения применяются для

114

запирания масла, пара, газа, кислот и других сред при давлении от глубокого вакуума до давления порядка 70 кгс/см2 при темпе­ ратуре от —185 до -f-870° С. Сильфоны изготавливаются из раз­ личных материалов в зависимости от условий работы уплот­ нения.

Для повышения нагрузочной способности уплотнения в целях обеспечениялучших условий смазки трущихся поверхностей и уменьшения нагрева применяются торцовые уплотнения с прину­ дительной смазкой от внешнего источника (рис. 64, б) и с подводом смазки на отдельных участках (рис. 64, в).

На рис. 64, г представлено двойное торцовое уплотнение [95], применяемое при высоких давлениях для запирания газов, хими­ чески опасных и горячих сред, а также жидкостей, содержащих' твердые частицы.

В этих случаях предусматривается принудительная циркуля­ ция жидкости для создания уплотняющего давления, необходимого для смазки поверхностей скольжения и отвода тепла, возникаю­ щего при трении.

Запирающая жидкость имеет давление выше, чем у запираемой среды, например на 1—2 кгс/см2 .

Уплотнительное устройство устанавливается на вал комплектно и поджимается конусным металлическим кольцом.

При запирании газа, находящегося под большим рабочим давлением нельзя применять одиночные торцовые уплотнения вследствие сильного нагрева уплотнения из-за сухого трения и плохого отвода тепла.

На рис. 64, д представлена одна из разновидностей торцовых уплотнений, показавших в работе хорошие результаты [166]. Это уплотнение имеет неподвижное кольцо (/), эксцентрично уста­ новленное относительно вала (2), благодаря чему улучшаются условия смазки и условия отвода тепла в месте контакта тру­ щихся деталей.

Такая кромка вызывает малую силу трения и не требует защиты от грязи. Возможна также регулировка поджатия уплотняющего элемента в зависимости от режима работы. Описанное уплотнение обладает достаточной температуроустойчивостью, коррозионной стойкостью и. большой долговечностью. Уплотнение. надежно работает при высоких давлениях жидкости и при больших скоро­ стях вращения. Оно испытано для вала диаметром 30 мм при дав­ лении 60—150 кгс/см2 и при числе оборотов вала от 3000 до 12 500 в минуту.

Утечка жидкости через уплотнение в состоянии покоя отсут­ ствовала, а при работе уплотнения составляла от 0 до 0,4 см3 /мин. При испытании такого уплотнения для вала 0 62 мм утечка до­ стигала 12 см3 /мин.

115

Причины выхода из строя торцовых уплотнений

Торцовые уплотнения выходят из строя по следующим при­ чинам:

а) высокая местная температура, возникающая на поверхности скольжения уплотнения и вызывающая заедание трущихся мате­ риалов, например, для пар трения бронза—сталь, гр^фитобаббит— сталь, железомедеграфит—сталь;

б) недостаточное качество притирки, вследствие чего с увели­ чением давления растут утечки жидкости;

в) недостаточная прочность материала уплотнения, например керамики, фторопласта;

г) растрескивание металлокерамики, закрепленной на метал­ лическом основании, вследствие термических напряжений;

д) утечка жидкости через поры материала уплотнения с повы­ шением давления, например для материалов: железографит, углеграфит и др. без пропитки.

Определение основных параметров работы торцовых уплотнений, исходя из теплового режима

При работе торцовых уплотнений наибольшая температура будет на поверхностях трения уплотнителы-юго и опорного колец.

При высоких местных температурах "масляная пленка испа­ ряется и возможно повреждение трущихся поверхностей. Для

их стыка. Температура при этом изменяется только вдоль оси колец.

Отвод тепла от уплотнительного кольца происходит только через масло, а от опорного кольца к окружающей среде —либо непосредственно, либо через жидкость в зависимости от конструк­ ции (рис. 65). Указанные уплотнительные кольца для расчета за­

116