ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 20.06.2024
Просмотров: 228
Скачиваний: 8
Уравнение (15) запишем в следующем виде:
йРг _^ |
~Akf [(D + d) - (D2 + Дг )] |
|
dz |
|
' |
Обозначим |
|
|
л _ |
-4fcn(P + |
d ) - ( D , + Pi)] |
|
[ ( D 2 - d 2 ) - ( D f - Z ) f ) ] • |
|
|
^ |
2 |
|
Pr |
,,,, |
|
|
Рис. 11. Дифференциальное уплотнение с |
плавающим |
|||
|
|
кольцом: |
|
|
/ — плавающее кольцо; 2 — уплотннтельное |
кольцо |
|||
Интегрируя уравнение |
(16), получим |
|
||
Для данной конструкции обычно имеем |
|
|||
|
D — D2 |
= Dx — d. |
|
|
При этом условии А = |
0 и, следовательно, |
|
||
|
|
Рг — РгО — Const. |
|
|
J |
|
|
|
|
Осевое давление |
р г определим |
из уравнения |
равновесия плава |
|
ющего кольца |
|
|
|
|
F |
= ^[(D2-d')~(Dl-Db]pz+ |
„ |
||
|
|
н |
|
(17) |
|
+ |
\kfpji(D1+D2)dz, |
||
|
|
о |
|
|
где Я — длина |
уплотнения. |
|
|
|
Обозначим: Sy = ^ |
[ ( D 2 - |
d") ^ (d\-D\)]; |
S = £ ( D 2 - d% |
|
Тогда F = -%- ( D 2 — d2) p = |
Sp. |
|
||
26 |
|
|
|
|
НО
Следовательно,
El |
kS |
|
, (18) |
|
Sy + knfH^ |
+ DJ • |
|||
р |
|
|||
Принимая — = 1, имеем |
|
|
|
|
|
|
D,2 |
(19) |
|
|
|
2 |
|
Без учета сил трения должно быть
Рг __ Sk |
1 |
Следовательно, -~- <• £ « 0,67. '
Для надежной работы этого уплотнения при отклонениях раз меров уплотнительных колец в пределах допусков на изготовление предусматривается сообщение между собою уплотнительных поло стей для выравнивания в них давлений. Несоблюдение этого тре бования не обеспечивает надежности герметизации.
Во избежание выдавливания набивки в зазоры должны преду сматриваться фторопластовые прокладки. При отсутствии про кладок относительное перемещение металлических колец затруд няется и уплотнение может выйти из строя.
Одностороннее дифференциальное уплотнение с плавающим кольцом
На рис. 12 представлено одностороннее дифференциальное уплотнение поршня и штока. В этих уплотнениях неподвижное соединение уплотняется резиновым кольцом, поставленным с на тягом; в подвижном соединении применяется одностороннее диф ференциальное уплотнение с защитными кольцами от выдавлива ния резины в зазор.
Определим размеры уплотнения, обеспечивающие надежную герметизацию соединения.
Условие равновесия плавающего кольца поршня
P S = Ti + т2 + т3 + Pis,у
27
где |
|
|
|
|
|
|
|
7\ |
= |
nDlJpr; |
Т 2 |
= nDJJiP,; |
Т3 = n D 2 / 2 |
f , p ; |
|
где m = |
- |
i |
- • |
|
|
|
|
Ввиду |
малости размера |
/ значение |
рг принимаем |
постоянным |
|||
по длине кольца. Подставляем значения составляющих в урав
нение равновесия |
кольца |
PS = prnlx |
(fD + fJDJ - h ftpnDJb + (m - 1) р Д , |
Рис. 12. Дифференциальное уплотнение (одностороннее) поршня и штока:
/ — кольцтт уплотннтельное (ГОСТ 9833—61); 2 — шайба |
защитная |
из фторопласта; |
|||||||||
|
|
|
3, 4,5,6 |
— |
втулки |
латунные |
|
|
|
|
|
и, |
принимая |
для обеспечения |
герметичности |
уплотнения |
усло |
||||||
вие -у- > 1, получаем выражение рабочей |
площади |
плавающего |
|||||||||
кольца |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
S ^ |
[ш - |
1) SB + |
п [lL (fD + f.D,) |
+ |
/ 2 / 2 D 2 ] . |
(20) |
||||
^ |
Уравнение |
(20) устанавливает зависимость |
между площадью |
||||||||
поперечного сечения уплотнительного кольца Sy и |
необходимой |
||||||||||
рабочей площадью плавающего кольца S, воспринимающей дав |
|||||||||||
ление жидкости. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
Для конкретной конструкции, имея в виду разные вероятные |
||||||||||
условия работы, составляем таблицу необходимых |
значений S |
||||||||||
при разных коэффициентах |
трения, |
например |
для резины при |
||||||||
f = |
0,03-4-0,1; |
fx = 0,1 -4-0,3; |
f% — 0,1; выбираем |
необходимую |
|||||||
площадь 5 при заданном Sy. |
Для |
уплотнения штока получим |
|||||||||
аналогичные |
зависимости. |
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
На основании расчетов и опытных данных для надежной |
гер |
|||||||||
метизации соединения можно |
принять следующие |
соотношения: |
|||||||||
- J - |
2,5. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
С учетом работы |
при низкой температуре: |
|
|
|
||||||
|
для уплотнения |
поршня |
D — D2 |
о |
о |
с |
|
|
|
||
|
D |
_ _ D |
3-нЗ,5; |
|
|
|
|||||
28
для уплотнения |
штока |
D |
_ d |
3-r-3,5. |
|
|
|||
|
= 0,4ч-1 |
(большее |
значение — для |
малых |
уплотняемых |
||||
диаметров). |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Необходимая |
щель |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
• |
ft=£=^ |
= ( 2 , 5 - i - 3 ) d 2 f |
|
||||
где |
d2—диаметр |
сечения |
уплотнительного |
кольца. |
|
||||
|
В качестве уплотнения могут применяться резиновые кольца |
||||||||
как круглого, так и прямоугольного сечения. |
|
||||||||
|
Дифференциальные |
уплотнения |
испытаны при |
давлении до |
|||||
500 |
кгс/см2 при |
vmax |
= |
0,6 |
|
м/с. |
|
|
|
|
Долговечность дифференциальных уплотнений близка к долго |
||||||||
вечности манжет (ГОСТ 6969—54). |
|
|
|
||||||
|
Для нормальной работы дифференциального уплотнения не до |
||||||||
пускается заклинивание подвижных втулок при возможных коле баниях температуры. Перекосы при сборке (в пределах допусков) могут неблагоприятно влиять на надежность герметизации.
|
|
9. САЛЬНИКОВЫЕ |
УПЛОТНЕНИЯ |
|
|
||||||
Применяют сальники, поджатые пружинами со стороны, про |
|||||||||||
тивоположной |
давлению |
жидкости, |
или со стороны |
давления |
|||||||
(рис. 13), а также |
без пру |
|
|
|
|
||||||
жин. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
Сальники,, |
подпружи |
|
|
|
|
||||||
ненные со стороны, |
проти |
|
|
|
|
||||||
воположной |
давлению, |
|
|
|
|
||||||
предназначаются |
для |
за |
|
|
|
|
|||||
пирания |
жидкости, |
при |
|
|
|
|
|||||
малых давлениях, |
|
напри |
|
|
|
|
|||||
мер |
от 0 до 10—15 кгс/см2 . |
|
|
|
|
||||||
Усилие пружины долж |
|
|
|
|
|||||||
но |
соответствовать |
запи |
|
|
|
|
|||||
раемому давлению и под- |
|
|
|
|
|||||||
счихывается исходя из осе |
Рис. 13. Подпружиненные сальники: |
а-—со |
|||||||||
вого |
давления |
в набивке, |
|||||||||
стороны, |
противоположной рабочему |
давле |
|||||||||
которое |
примерно |
равно |
нию; б — со стороны рабочего |
давления |
|||||||
10—20 кгс/см2 .
Применение слабых пружин вследствие наличия некоторой жесткости сальника эффекта не дает.
Сальники, подпружиненные со стороны давления, способны надежно запирать повышенные давления. Сальники неподпружиненные требуют частой подтяжки и допускают некоторую утечку жидкости или газа. Изменение объема набивки при понижении температуры за счет вытекания пропитки при нагреве вызывает утечку уплотняемой жидкости.
29
Применяются пеньковые, хлопчатобумажные, асбестовые и полуметаллнческпе сальники. Фетровые и войлочные сальники применяют для защиты от пыли и влаги и иногда для защиты от вытекания смазки в подшипниках.
В гидравлических устройствах стремятся избегать применения сальников, так как они имеют большие габариты и нуждаются в специальном пропитывании перед постановкой их на место.
Лучшими мягкими набивками для сальников являются полу металлические. Полуметаллические набивки состоят, например, из пропитанного асбестового сердечника с оболочкой, выполнеи-
Рис. 14. Схема сил, действующих в сальнике
ной в виде чехла, плетенного из медной проволоки или из бабби
товой фольги и др. Они обладают |
хорошими |
антифрикционными |
||||||||
свойствами и хорошо отводят тепло. |
|
|
|
|
|
|||||
Большое количество |
набивок |
(шесть—восемь |
рядов) может |
|||||||
быть применено для давлений до 200—400 кгс/см2 . |
|
|||||||||
Изменение |
осевого |
давления |
по |
длине |
сальника (рис. |
14) |
||||
§ |
= |
(Я» |
- |
d>) §f |
= - |
KkfPz |
(D |
+ |
d), |
|
где p 2 — о с е в о е |
давление |
в |
данном |
сечении |
уплотнения; |
— |
||||
= k — коэффициент радиального давления в уплотнении; / - коэффициент трения на поверхностях уплотнения.
Приняв переменное значение коэффициента трения [30]
после интегрирования получим зависимость для z = I
PzO
Положив
РЛ = ар.
30