Файл: Васильцов Э.А. Бесконтактные уплотнения.pdf

Параметры винтовых уплотнений, испытанных для определе­ ния влияния числа заходов и угла подъема винтовой линии на характеристику уплотнения, приведены в табл. 7. В этой же таб­ лице приведены значения осевого шага нарезки 50С и проходная площадь уплотнения F T в торцовом сечении, которая определя­ лась по зависимости

где F n — площадь проходного сечения нарезки в нормальном сечении (рис. 55), определяемая в первом приближении по фор­ муле

F n — 0,5 (т - f р) hz + л dö.

На рис. 54 приведены также данные для случая 2 = 0, которые соответствуют гладкому кольцевому уплотнению. Этому же слу-

Параметры винтовых уплотнений

98

чаю соответствует винтовое уплотнение с г —> о о , однако эти дан­ ные на рисунке не показаны, поскольку они вводят неопределен­ ность в размеры оси 2 .

Рис. 55. Винтовое уплотнение с треугольной нарезкой на роторе (а) и статоре (б)

Из рисунка видно, что с ростом числа заходов до z = 18-1-22, увеличивается и величина давления, удерживаемого уплотнением. Дальнейшее увеличение числа заходов приводит к уменьшению удерживаемого давления. ^ Зона оптимальных значе- 3

подъема винтовой линии ß менялся от нуля, что соответствует продольным канавкам на винте, до 90°, что соответствует попереч­ ным канавкам. Естественно, что столь широкое изменение углов подъема винтовой линии привело к необходимости изменения и числа заходов нарезки, поскольку эти величины связаны между собой зависимостью

ß = arctgl f = arctgl ä ’

где 50с— осевой шаг нарезки; t — осевой шаг профиля нарезки (см. рис. 55),

Однако в наиболее интересующей нас зоне углов (79° 53' — 86° 0Г) число заходов удалось сохранить почти неизменным. Во

Рис. 58. Зависимость величины напора А Я , удерживаемого винтовым уплотне­ нием, и коэффициента сопротивления А и от угла наклона нарезки винтовой ли­ нии ß:

1 —5—соответственно для Q, равных 0; 0,025-ІО-3; 0,05010~s; 0,07510 -а и 0,1 • ІО-3 м’/с

всех рассматриваемых случаях опытные данные, показывающие связь между углом подъема винтовой линии и давлением, удержи­ ваемым винтовым уплотнением, были откорректированы на осно­ вании данных, показывающих влияние г на величину удерживае­ мого давления (см. п. 16). Анализ кривых, приведенных на ри­ сунке, показывает, что с ростом угла ß давление, удерживаемое уплотнением, возрастает и достигает своего максимального зна­ чения примерно при угле ß = 82° (а = 8°). Дальнейшее увеличе­ ние угла подъема винтовой линии приводит к снижению удержи­ ваемого давления. Такая тенденция сохраняется для всех значений величины утечек жидкости.

На рис. 58 приведена также теоретическая зависимость Лц = = / (ß), построенная на основании данных, полученных при рас­ чете по зависимости (74). Сопоставление опытных и теоретических данные показьша^т, что оптимальным теоретическим значением

101

угла наклона винтовой линии нарезки уплотнения является угол а = 2-г- 2,5°. Эта величина а опт тоор примерно на 6° меньше зна­ чений а 0Пт. ЭкСП, полученных на основании экспериментальных данных. Не говоря о том, что выполнить нарезку с углом наклона винтовой линии а = 2° фактически невозможно, использование такой нарезки для винтовых уплотнений с несимметричным метри­ ческим профилем может привести к значительному снижению параметров уплотнения по сравнению с ожидаемыми.

18. Р а д и а л ь н ы й з а з о р и гл у б и н а н а р е з к и

Радиальный зазор 6 отделяет вращающиеся элементы винто­ вого уплотнения от неподвижной цилиндрической поверхности винта или втулки. Пространство между этой поверхностью и по­ верхностью вращения винта или втулки заполнено жидкостью, в зависимости от турбулизации которой (при прочих равных усло­ виях) и изменяется величина утечек жидкости через уплотне-

ние. Известно, что эффективность турбулентности изменяется пропорционально расстоянию от возбудителя этой турбулент­ ности. Поэтому и в винтовых уплотнениях величина турбулент­ ности, а следовательно, и величина утечек жидкости через винто­ вое уплотнение будет изменяться аналогичным образом. Помимо этого величина радиального зазора 6 влияет на коэффициент со­ противления в совокупности с влиянием других геометрических характеристик уплотнения, таких как его диаметр d, глубина нарезок h и т. д. Поэтому в рассмотрение следует вводить относи­ тельные значения геометрических размеров уплотнения, напри-

102