ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 20.06.2024
Просмотров: 233
Скачиваний: 8
кольце, так как при этом облегчаются условия заполнения их смазкой.
Рассмотрим зависимости, определяющие распределение давле
ния в уплотнении и наличие жидкостного трения. |
|
||
Избыточное давление |
dp" в клиновом зазоре при отсутствии |
||
утечки в |
с т о р о н ы — п о |
торцам зазора (рис. 102) определяется |
|
уравнение |
Рейнольдса |
123] |
|
|
% |
= 6 4 v « ^ . |
(135) |
В |
виду малости |
угла |
сс, примем tg а |
а, |
тогда |
|||||||||
|
|
|
|
|
hm |
= |
ахт, |
|
h = |
ах. |
|
|
|
|
Здесь |
г) — динамический |
коэффициент |
вязкости; |
v — скорость |
||||||||||
относительного |
перемещения |
поверхностей; |
hm |
— |
абсцисса, соот |
|||||||||
ветствующая |
р |
= |
ртах. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
С |
учетом |
сделанных |
допущений |
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
dp" |
_ |
6Т)06т|о |
/ |
х —• хт |
|
\ |
|
|
|
|
|
|
|
|
dx |
|
а2 |
\ |
х* |
|
J " |
|
|
|
|
Давление |
в |
сечении |
зазора, |
определяемом |
координатой х |
|||||||||
при т] = const, |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
Г dx |
|
Г d) |
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
bx |
|
|
|
|
|
|
6r|t> |
\( |
1 |
|
|
|
Хт |
1 1 |
|
1 |
|
|
|
|
|
a2 |
|
h) |
|
2 |
1 |
*2 |
|
|
|
||
|
|
|
\ |
x |
|
|
|
|
|
|||||
175
При х — b2 |
имеем |
р" |
— 0. |
Тогда |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
26, Ь, |
|
|
|
|
|
|
|
|
1и2 |
|
|
|
Подставляя |
значение |
хт, |
получим |
|
|
|
||
|
|
\ ( х |
|
,ьх I) |
Ьф2 |
|
|
|
р ' ~ "2 |
|
«г |
|
|
||||
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
Наибольшее |
избыточное |
давление |
будет |
|
|
|||
|
|
- |
|
_ |
3 -по |
( 6 2 - 6 х ) 2 |
(136) |
|
|
|
|
|
|
2 a* |
(Ьх + 6 |
2 ) • |
|
|
|
|
|
|
|
|||
Подъемная сила, возникающая в уплотнении за счет протекания
жидкости в клиновом зазоре, будет |
равна |
|
|
|
|||
F" = |
65г Jf р" dx = |
бВЯг, ^ |
( ^ |
- ^ |
) |
, |
Г(137) |
где В — длина подводящей |
канавки |
в радиальном |
направлении; |
||||
z—число канавок (сегментов); L = |
Ь2— |
Ьх — длина масляного |
|||||
клина одного |
сегмента, замеренная |
по среднему |
диаметру; В — |
||||
поправочный |
коэффициент, |
учитывающий |
утечки |
через |
торцы; |
||
vc — скорость, соответствующая среднему радиусу опорной поверхности клиновой части уплотнения у R c = —if"~M'> у о —
Rc
=v где г — радиус вала.
Среднее избыточное давление по всей контактной поверхности,
соответствующее подъемной силе,
F" |
6 P B W |
Р с р ~ S k |
Ш |
где
SK = - f |
(D*-dl). |
Уравнение (137) имеет важное значение для проектирования гидродинамических торцовых уплотнений, так как показывает, что с увеличением скорости вала условия работы уплотнения улуч шаются. Допускаемое давление жидкости зависит от конструктив-
ных размеров, отношения площадей вязкости масла и ско-
рости вала.
Аналогичное выражение подъемной силы, возникающей в уплотнении за счет протекания жидкости в клиновом или ступенча-
176
том зазоре, можно написать, используя исследования, проведен ные в области ступенчатых упорных подшипников скольжения [92 ]
|
|
mm |
где 5 = |
zL0B0; |
Сх — постоянная величина для данной конструк |
ции уплотнения, взятая с графика (рис. 103). |
||
Приняты размерности для величин В0 и h в м, F в кгс, S в м2 , |
||
v в м/с; |
т] в |
кгс-с/м2 . |
С,
Рис. 103. Изменение коэффициента Clt характеризующего подъем ную силу, в зависимости от конструктивных параметров
кривой |
и |
^паэа |
В паза |
|
Во |
Ьо |
Во |
||
|
||||
/ |
0,25 |
0,727 |
0,966 |
|
2 |
0,50 |
0,734 |
0,853 |
|
3 |
0,75 |
0,746 |
0,799 |
|
N 4 |
1,00 |
0,759 |
0,759 |
|
5 |
1,50 |
0,787 |
0,708 |
|
6 |
2,00 |
0,813 - |
0,680 |
|
7 |
3,00 |
0,850 |
0,653 |
Можно принимать следующие ориентировочные соотношения конструктивных величин:
' ^ _ ^ 0 , 4 ч - 1 ; |
А ^ 1 ^ _ 2 . |
х |
а0 |
177
Значительное увеличение отношения - ~ - увеличивает нагрев
уплотнения. Уплотнение может выполняться с клиновыми ка навками и ступенчатыми (см. рис. 101).
|
|
Согласно |
исследованиям |
[92], подъемная |
сила |
при наличии |
|||||||||||||||||||
ступенчатых канавок выше, чем для клиновых (примерно, до |
7%). |
||||||||||||||||||||||||
Величину утечки, а также нагрева жидкости можно |
регулировать |
||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
р'хгт/см2 |
за счет подбора отношения |
площа- |
||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
деи в уплотнении |
|
|
|
где |
<->ж |
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ISO |
|
|
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
/ |
/ |
|
площадь |
|
гидравлического |
поджа- |
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
/ |
|
|
тия; S K — контактная |
рабочая |
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
площадь |
|
уплотнения. |
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
120 |
|
Для |
обычных |
торцовых |
уплот |
||||||||||
|
|
|
|
|
|
А// wo |
нений, если исходить из допусти |
||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
мой температуры местного нагрева |
|||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
7 |
|
|
|
и отсутствия задиров рабочих по |
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
80 |
|
верхностей, |
допустимая |
нагрузка |
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
Л |
|
|
|
резко падает с увеличением ско |
|||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
60 |
|
рости. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Для |
торцовых |
|
же |
гидродина |
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
h0 |
|
мических |
уплотнений |
в силу |
на |
||||||||||
|
|
/ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
личия |
жидкостного |
трения |
и |
не |
|||||||||
|
|
/// |
|
|
|
|
3 |
|
|
20 |
|
прерывного |
возобновления |
|
сма |
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
зочного |
|
слоя |
|
жидкости |
можно |
||||||||||
|
|
|
|
|
|
• |
А- |
|
|
|
|
|
|||||||||||||
|
о |
|
|
|
|
|
|
|
с |
увеличением |
скорости допускать |
||||||||||||||
|
20 |
«? |
|
ВО |
|
80 |
vc,n/c |
|
|||||||||||||||||
|
|
|
|
|
большее |
|
рабочее |
|
давление, |
что |
|||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
Рис. |
104. |
Зависимость |
подъемной |
является их положительным свой |
|||||||||||||||||||||
силы F" |
и |
избыточного |
давления |
ством. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
р" |
( |
|
) |
от средней |
скорости |
|
Работа гидродинамических тор |
||||||||||||||||||
|
диска при температуре 50° С: |
|
|
||||||||||||||||||||||
/ |
— масло |
АМГ-10; |
2 — масло |
вере |
цовых |
уплотнений в сильной |
сте |
||||||||||||||||||
|
|
тенное АУ; |
3 — вода |
|
|
|
пени зависит от вязкости жидко |
||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
сти и требует точного обеспече |
|||||||||||||
ния заданного клинового зазора. Торцовое |
|
гидродинамическое |
|||||||||||||||||||||||
уплотнение |
является |
сравнительно |
малогабаритным |
и простым |
|||||||||||||||||||||
по |
конструкции. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
П р и м е р . Определить подъемную силу в гидродинамическом |
|||||||||||||||||||||||
торцовом, |
уплотнении. |
|
Дано: |
Dx |
= |
94 |
|
мм, |
dt |
= |
80 |
мм, |
d2 = |
||||||||||||
= |
74 мм, |
d = |
70 |
мм. |
D |
= |
100 мм (см. рис. |
101). |
|
|
|
|
|
||||||||||||
|
|
Принимаем: - у - = |
0,6; |
h0 |
= |
0,01 |
мм; |
t = |
0,016 |
мм. |
|
|
|||||||||||||
|
|
Число |
сегментов |
z = |
12. При |
этих |
данных |
имеем: |
|
|
|
||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
в0 |
= D- |
|
|
100 — 74 |
= 1 3 |
мм; |
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
Ь0 |
= яДср |
|
j c - 8 7 |
|
23 мм; |
£ = 1 , 7 8 . |
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
12 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
178