Башта Т.М. - Машиностроительная гидравлика (1067403), страница 121
Текст из файла (страница 121)
Немаловажным фактором в обеспечении надежности и срока службы уплотнения является технология обработки поверхностей уплотняющей пары. Опыт показывает, что применение для окончательной доводки поверхностей абразивных веществ нежелательно, так как абразив внедряется в микропоры поверхностей и служит впоследствии причиной их износа. Твердость поверхности вала и точность обработки детвлМ. Выход из строя уплотнений в основном (более 50% всех случаев) происходит в результате износа поверхности вала в месте контакта его шейки с маюкетой, причем, как показали опыты, при повышении твердости вала его износостойкость повышается незначительно. Более того, распространено мнение, что при средней твердости (40 НАС) интенсивность износа вала с повышением его твердости увеличивается. Так, например, износ закаленного вала при уплотнениях из неплотного материала (фетровых и войлочных) выше, чем иэ сырого вала при этих же уплотнениях.
Бесспорным исключением иа этого является повышение поверхностной твердости путем хромового покрытия (твердость по Бринелю 1000 единиц, чистота обработки и 10), при котором сопротивление износу увеличивается по сравнению с нехромированными валами в 5 — 6 раа. Несмотря на указанную противоречивость в оценке влияния твердости вала на износ, практика покааывает, что чреамерное повышение твердости вала при работе с резиновыми уплотнительными кольцами в большинстве случаев нецелесообразно. Обычно эту твердость выбирают не менее 58 — 62 НггС. Работоспособность манжет вначительно повышается при покрытии серебром втулок в местах контакта их с резиной. Положительное влияние этого покрытия в основном обусловлено высокой теплопроводностью этого материала, а также благодаря удержанию смазки. Однако серебряное покрытие может расслаиваться, в результате чешуйки серебра вызовут разрушение эластомерного уплотнения.
Учитывая, что уплотнительный узел выходит из строя в большинстве случаев вследствие наноса вала, на последний и в особенности, когда манжетное уплотнение работает по шейке сложной или дорогой детали, целесообразно устанавливать сменную втулку а ив твердого материала, которую при наносе можно было бы легко заменить (рис. 388, а). Заслуживает внимания метод окончательной обработки поверхности вала под резиновое уплотнение спомощью обдува стеклянными шаРне, 888. Установка на ван риками диаметром 0,05 мм, пода- втулки нэ твердого металла ваемыми в струе жидкости. Вал перед Лержнвающей шейку мавже(е) Рн"ененне „шансы нел этим обрабатывается до максимальтм (6) ной чистоты (- 0,002 мм). При атой обработке на уплотняе- мой поверхности образуются не соединенные между собой микроуглубления, которые удерживают рабочую жидкость и препятствуют выносу ее аа уплотнение.
Испытания радиальных манжет при давлении р = 5 кГ/сме и скорости 400 и/мин длительностью 500 ч показали, что утечка через уплотнения со шлифованной поверхностью вала составляла в среднем 0,13 сма/ч, тогда как в уплотнении с обработкой стеклянными шариками она составила 0,01 сма/ч. Необходимо выдерживать точность изготовления деталей уплотнительного узла. На основании опыта можно рекомендовать допуск на диаметр вала ~0,025 мм, хотя часто уплотнение получается достаточно эффективным при допуске -+.0,1 мм и выше. Диаметр манжеты должен быть выдержан в пределах 0,5 — 1,0 мм.
Внутренняя поверхность манжеты должна быть концентрична наружной (посадочной) ее поверхности. Биение наружной поверхности, посаженной на оправку, должно быть не более 0,5 мм. Манжета должна быть плотно зажата между корпусом и зажимным (распорным) кольцом уплотнительного элемента. Поворачивание или осевое перемещение ее не допускается.
Герметичность зависит также от деформаций и вибраций поверхностей сопряжения, наблюдаемых при работе машины. При радиальном биении уплотняемого вала герметичность уплотнения неизбежно нарушается. Это обусловлено тем, что для сохранения плотности контакта манжеты с валом необходимо обеспечить непрерывное сопряжение кромки манжеты с поверхностью вала при его вращении. Из схемы, показанной на рис. 389, видно, что при эксцентричном расположении оси вращения вала относительно геометрической его оси вал совершает круговращательное движение с амплитудой, равной эксцентрицитету е.
При этом точки соприкосновения кромки манжеты с поверхностью вала совершают мм ,а 4 В юоо гаро люо число сборопаВ Вала В минуту Рпс. 390. График, характеркэующпй допустимые эеяпчппм эксцентричности оси вращоппя и геометрической осп шейки вала под манжету Рпс. 339. Эксцентричное расположение осп эращепкя вала отиосптольпо геометрической осп его сечения в результате эксцентричности его оси вращения по овальной траектории. Если кромка манжеты не успевает в результате действия сил инерции и трения, а также недостаточной упругости уплотнительного элемента следовать за поверхностью вала, то между нею и валом образуется зазор е, положение которого будет меняться аа каждый оборот вала на 360'.
Возможность образования такого зазора и его величина определяются эксцентрицитетом е и угловой скоростью вала ю. Радиальное биение вала может быть также обусловлено его прогибом при вращении и прочими причинами. Допустимое биение (эксцентрицитет) вала зависит от числа оборотов. На рис. 390 показан график, характеризующий допустимые величины эксцентричности, обусловленной смещением оси вращения вала и геометрической оси его шейки под манжету.
Очевидно, при оценке рассматриваемого параметра должны быть учтены также биения вала, обусловленные его прогибом в результате динамического дисбаланса и прочими причинами. Для обеспечения герметичности действие вибрации (биения) вала должно компенсироваться дополнительным прижимным усилием, развиваемым пружиной. Однако опытпокаэывает, чтопри больших эначениях е и «о пружина не может обеспечить «слежениеэ эа непрерывным сопряжением манжеты с валом. Так, например, при эксцентрицитете, равном е = 0,5 мм, и числе оборотов вала выше 2500 в минуту применение браслетных пружин обычно не дает положительного эффекта и герметичность уплотнения нарушается. ' В том случае, когда набежать биения вала невозможно, следует компенсировать отрицательное его влияние на герметичность соответствующим уменьшением окружной скорости, а также повышением чистоты поверхности.
Практически допускамое радиальное биение шейки вала (диаметр 10 — 20 мм) под уплотнительным кольцом должно быть при окружной скорости до 2 м/сек не более 0,2 мм, при окружной скорости 2 — 4 м/сек — не более 0,1 мм и свыше 4 м/сек — нв более 0,06 мм. При выборе допустимого биения следует также учитывать число оборотов вала; как правило, для высоких чисел оборотов, порядка 2000 об/мин и выше, биение должно быть нв более 0,08 — 0,1 мм; при меньших числах оборотов допускается биение до 0,1 — 0,15 мм. Предельным эксцентрицитетом для 2500 — 4000 об/мин можно считать е = 0,3 мм.
Частота колебаний (биений) вала может совпадать при определенных скоростях его вращения с собственной частотой колебания кромки манжеты, что сопровождается возникновением реаонансных ее колебаний, приводящих к быстрому наносу уплотнения. Эти колебания кромки могут быть вызваны также трением (прилипанием) кромки по валу. При работе манжеты по шейке вала с более грубой обработкой (шероховатость 0,25 мк) кромки манжеты обычно не вибрируют. На работу уплотнительного узла также влияет, но в меньшей степени, чем радиальное биение вала, нвсоосность прочих сопряженных деталей. В частности для обеспечения равномерного прилегания манжеты к валу посадочный диаметр колодца под уплотнение должен быть концентричным оси вращения вала илн в случае вращения самого уплотнения его ось вращения должна быть концентрична оси шейки, по которой работает уплотнение. Допустимые отклонения не должны превьппать 0,2 мм при числе оборотов ниже 2000 в минуту и 0,1 мм при 2000 в минуту и выше.
Давление жидкости. Ввиду того, что давление жидкости дополнительно нагружает кромку манжеты, рассматриваемые уклотнвния обычно применяются при давлениях до 2 кГ/см' и лишь в отдельных случаях при более высоких давлениях. Если давление выше 1 — 1,5 кГ/см', окружная скорость вала должна быть меньше 6 — 5 м/сек, а температура на поверхности контакта не вылив 80— 70" С; при этом радиальное биение вала нв должно превышать 0,05 мм, чистота обработки его рабочей поверхности должна быть не ниже 'д 8 (соответствует 0,5 — 0,6 мк средней высоты неровно- отей).
Прн давлениях выше 5 — 7 кГ/ске скорости вращения должны быть понижены, а чистота поверхности соответствовать р9. При выборе скорости вала и давления жидкости можно исходить из установленной практической зависимости, согласно которой допускаемая для манжетных уплотнений величина произведения скорости вращения на давление уплотняемой среды является постоянным параметром для вала данного диаметра. Допустимое давление жидкости лимитируется также жесткостью шейки манжеты (см.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
