ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 20.06.2024
Просмотров: 242
Скачиваний: 8
Необходимо отметить, что применение наклонных канавок, выполненных на наружной поверхности вала для резиновых уплотнительных колец, при опытах не дало никаких преимуществ по сравнению с прямой канавкой, напротив, при этом резко повы
сились значения |
моментов трения. |
|
|
|
||
Резиновые кольца, установленные в канавках |
(прямых и на |
|||||
клонных), выполненных на наружной |
поверхности |
вала, остава |
||||
лись неподвижными при вращении вала. |
|
|
||||
Таким образом, применение уплотнительных колец, установ |
||||||
ленных наклонно, |
рекомендуется в цилиндре и не рекомендуется |
|||||
на валу. |
|
|
|
|
|
|
а) |
|
|
|
|
|
|
' Мг , «тс см |
|
|
|
|
|
|
200 |
|
|
|
|
|
|
150 |
1 |
/ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
100 |
|
|
|
|
|
|
50 |
^2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
О |
|
|
|
|
|
Юцп/с |
Ю |
20 |
30 р.кгфн |
|
|
|
|
Рис. 72. Изменение момента сил трения в манжетном уплот |
||||||
|
|
нении в зависимости: |
|
|
||
а — от давления жидкости при вращении |
вала вручную: / — в на |
|||||
чале работы; |
2 — после работы; |
б — от скорости вращения вала |
||||
электродвигателем; |
/ — р = 20 |
кгс/см2 ; |
2 — р = |
10 |
кгс/см2 ; |
|
|
|
3 — р = 0 |
|
|
|
|
На рис. 71 представлены кривые изменения приведенных коэф |
||||||
фициентов трения |
в зависимости от давления, |
соответствующие |
||||
данным выше значениям моментов сил трения. |
|
|
||||
Замер моментов сил трения |
производился при скорости вра |
|||||
щения вала, близкой к нулю. Как видно из рис. 71, минимальные значения fn имеют уплотнительные кольца, установленные в на клонной канавке на внутренней поверхности цилиндра.'
Максимальные значения / п имеют неразгруженные торцовые уплотнения.
\ Значения коэффициентов трения убывают с увеличением давле ния р, особенно на участке от 0 до 30 кгс/см2 .
При определении сил трения в уплотнениях значение коэффи циента трения необходимо принимать в соответствии с рис. 71 .
Как показывают эксперименты, коэффициент трения в начале работы имеет большие значения, которые уменьшаются по мере приработки уплотнения. Изменение момента сил трения с учетом приработки для резинового манжетного уплотнения с конусным кольцом (/' = 5 мм) при диаметре вала 70 мм представлено на рис. 72. Момент сил трения колеблется также в зависимости от характера изменения давления, а именно: будет ли замер произ-
123
водиться при переходе от высокого давления к низкому или наобо рот. Момент сил трения для заданного давления при постепенном
увеличении получается меньше, чем при постепенном его пони- |
|||||
"г fa |
женин. |
|
|
|
|
При |
малых значениях давления ко |
||||
|
эффициент трения |
резины |
по |
стали |
|
|
бывает |
большим, |
например |
при |
р = |
|
|
ft |
|
|
|
0,3 кгс/см2 /„ = 0,8-5-1,1. |
коэффи |
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
Как |
показывают |
опыты, |
|||||
|
/ |
|
|
|
|
циент трения изменяется с увеличением |
||||||||
|
|
|
|
|
скорости |
вращения |
вала. |
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
На рис. 73 представлено |
изменение |
|||||||
|
|
г |
|
|
коэффициента |
kv для резиновых арми |
||||||||
|
|
|
|
|
рованных |
манжет |
(ГОСТ |
|
8752—70) |
|||||
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
3 |
|
с подкладным кольцом (рабочая среда— |
||||||||
|
|
|
|
|
масло веретенное АУ) в зависимости от |
|||||||||
о |
|
|
|
|
|
|||||||||
|
4 |
|
В им/с |
|
скорости вращения |
вала (d |
= |
70 мм) и |
||||||
Рис. 73. Зависимость коэф |
|
коэффициента трения f, |
|
|
|
|||||||||
фициента |
kv |
от |
скорости |
|
|
|
|
f |
= kj0, |
|
|
(103) |
||
скольжения |
и |
|
давления |
|
|
|
|
|
|
|||||
|
жидкости: |
|
|
где /о — коэффициент трения, получен |
||||||||||
/ — р = |
0; |
2 — р = 10 кгс/см2 ; |
|
ный |
при скорости вращения вала, близ |
|||||||||
3 |
— р |
= 20 |
кгс/см2 |
|
кой |
к нулю. |
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
Коэффициент |
kv имеет следующее приближенное |
выражение: |
||||||||||||
|
|
|
|
k - |
J |
t |
- |
08 |
|
0,2. |
|
|
|
|
|
|
|
|
Ко — |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
/о |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
S) |
МТ,КГССМ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
60 |
|
|
|
|
|
|
а) "г, |
КГС СИ |
|
|
|
|
|
50 |
7 |
|
|
|
|
|
|
50 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
4D |
|
|
|
|
|
1 |
40 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
8 |
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
30 |
|
|
|
|
3 |
|
30 / >- |
|
|
|
||
|
|
20 |
|
|
|
|
—11 |
|
20 |
9 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
10 |
|
|
|
|
4 |
|
10 |
Т |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Е / |
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
5, |
|
10 |
|
|
|
|
|
|
|
|
1000 |
1500 |
2000 |
2500 |
|
4 |
6 |
8 |
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
а.од/мин |
|
|
т, ч |
|
|
|
Рис. 74. Зависимость момента сил трения резиновых армированных манжет от
числа оборотов (а) |
и от продолжительности перерыва в движении (б) для различ |
|||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
ных диаметров вала |
и |
температур: |
|
|
|
|||||
/ |
— |
d = |
150 |
мм, |
t = |
—20° С; 2 — d = |
150 |
мм, |
|
t = |
50° С; |
3 — |
d = |
100 мм, |
t = 50° С; |
|
4 |
— d = |
50 |
мм, t = |
50° С; 5 — d = |
25 |
мм, t = |
—50° С; 6 |
— d = |
25 |
мм, г = |
50° С; 7 — |
|||||
d |
= |
150 |
мм, |
t = |
—50° С; 8 — d = |
100 мм, |
t = |
—50° С; |
9 — d = |
150 мм; |
t = 20° С; |
|||||
|
|
|
|
|
|
Ю _ d = |
100 мм, |
|
t = |
50° С |
|
|
|
|
||
124
На рис. 74 приведены моменты сил трения, полученные экспе риментально для резиновых армированных манжет (ГОСТ 8752—70), работающих в масле БЗ-13 при температурах 20, 50° С
ипри атмосферном давлении. Вал был изготовлен из стали, хро мирован, обработан по 4-му классу точности с чистотой обработки поверхности V 9.
Разброс значений моментов сил трения для валов разных диа метров можно объяснить наличием разных натягов манжет на валу при сборке за счет допусков на изготовление манжет и вала, разными усилиями пружин, поджимающих лопасти манжет к валу
идр. Значения коэффициента kv — ~ , определенные при этих
опытах, получились меньше, например при р = |
0 и v = 19,5 м/с |
kv ^ 2, что объясняется другими значениями |
предварительного |
поджатия лопасти манжеты (натяг, усилие пружины), сорта масла, обработки вала и др.
Для резиновых армированных манжет с увеличением скорости скольжения коэффициент kv увеличивается, причем быстрее при малых значениях р.
С увеличением продолжительности перерыва в движении мо мент сил трения при страгиванин растет наиболее значительно в течение первых 1—4 ч.
Глава I V
БЕСКОНТАКТНЫЕ ГИДРОДИНАМИЧЕСКИЕ УПЛОТНЕНИЯ
23. ГИДРОДИНАМИЧЕСКИЕ ЦЕНТРОБЕЖНЫЕ УПЛОТНЕНИЯ
Для герметизации зазоров между валом и корпусом агрегата при больших скоростях вращения вала (v = 30-f-150 м/с) и срав нительно больших давлениях жидкости (р = 40ч-100 кгс/см2 ) может быть применен гидравлический затвор, создаваемый дей ствием центробежных сил, возникающих при вращении неболь шого объема жидкости крыльчаткой, насаженной на валу.
Так как при работе центробежного уплотнения выделяется тепло, то для его отвода должен быть предусмотрен небольшой постоянный перепуск рабочей жидкости.
Для исключения утечки жидкости через зазор между лопат ками крыльчатки и корпусом, в последнем предусмотрены вы ступы, а в крыльчатке — круговые канавки.
С увеличением числа лопаток улучшается стабилизация поверхности раздела газ—жидкость и уменьшается потребляемая
жидкость. |
|
|
|
|
|
Определение допускаемого рабочего давления |
|
||||
Давление в полости |
А (рис. 75) создается за счет рабочего |
||||
давления р и центробежного давления |
р ц , возникающего от |
вра |
|||
щения жидкости |
с- некоторой |
средней угловой скоростью |
сох . |
||
* Давление на линии |
СС в полости |
А |
|
||
РА |
= р + |
рлц = |
Р + - ^ - |
a>i(R2 — г\). |
|
Давление в полости В при отсутствии утечки жидкости соз дается только за счет центробежных сил при вращении жидкости со средней угловой скоростью со2 .
Давление на линии СС в полости В
Рв = Рвц = '-щ- (4 (R2 — г\),
где у объемный вес жидкости, г 2 — переменное значение уровня жидкости в полости В.
126
Для отсутствия утечки жидкости через уплотнение необходимо обеспечить равенство рл = рв или
Откуда, запираемое рабочее давление
- / ? ) ] .
Для того чтобы р имело положительное значение при |
заданных |
значения R > г 2 ~^тг, необходимо обеспечить условие |
со2 >> & г . |
Рис. 75. Эскиз к расчету' центробежного уплотнения
Для более эффективной работы уплотнения необходимо умень шать ©!, и увеличивать <в2.
Для увеличения со2 вводятся прорези на диске-крыльчатке для принудительного вращения жидкости и уменьшается боковой зазор в полости В,
|
Введем |
отношения скоростей — ; |
й>2 |
|
|
|
|
|
|||
где |
ИД — угловая |
скорость вращения |
диска-крыльчатки. |
||
|
Тогда уравнение |
для р напишется |
в следующем |
виде: |
|
|
р |
= •К2g |
|
|
(104) |
При |
|
|
|
|
|
|
|
|
2g |
|
|
где |
а д |
ЯПп |
|
|
|
зо |
|
|
г2. |
||
|
Переменные величины в этом уравнении р, ю д и |
||||
Задаваясь двумя из'этих величин, например р и г2 , определим необходимую угловую скорость вращения диска сод для создания гидравлического затвора. Если зазор между диском и кожухом мал, то жидкость будет вращаться со средней угловой скоростью, примерно равной угловой скорости диска. При наличии некото рого зазора между диском и кожухом средняя угловая скорость
/ ' |
127 |