1. 3. Уплотнение поршня и штока

Для предотвращения перетечек (а также утечек) рабочей жидкости, которая находится в гидроцилиндре под давлением, через зазоры в стыке двух подвижных или неподвижных твердых поверхностей (штока, поршня, гильзы цилиндра, направляющей для штока) необходимо наличие уплотнений.

Для уплотнения контактных поверхностей в гидроприводах чаще всего принимают металлические кольца (для уплотнения поршня), резиновые кольца и манжетные уплотнения (для поршня и штока).

При уплотнении поршня металлическими кольцами степень герметичности зависит от числа колец n, которое находится в зависимости от давления и диаметра поршня . Ширину колец «b» принимают в зависимости от диаметра цилиндра D. Расстояние между кольцами на герметичность уплотнения не влияет. Силу трения металлических колец при уплотнении определяют по [1], с. 19:

(1.11)

где p_к – контактное давление, принимаемое равным (0,1 – 0,2) МПа;

f_к – коэффициент трения, равный 0,07 при _р > 0,1 м/с и 0,15 при _р < 0,1 м/с.

, принимаем f_к=0,15.

Из [1], приложение 6 принимаем:

количество колец n=4,

ширина колец b=4 мм.

Р_тр=3,14 0,065 4 ( 3 0,2 =1249,09 Н

В манжетах шевронного профиля уплотнение состоит из опорного кольца 1, нажимного кольца 2 и пакета манжет 3 . Герметичность соединения обеспечивается за счет деформации манжет опорным и нажимным кольцами при монтаже и давлением рабочей жидкости. Количество манжет в пакете зависит от диаметра и давления и может быть от двух до шести штук. Материал для изготовления манжет и колец – доместик, пропитанный с двух сторон графито-резиновой смесью.

Сила трения при таком уплотнении определяется по формуле

,

где k – удельная сила трения, равная 0,22 МПа; b – ширина манжеты; n – количество манжет.

Определив потери на трение от принятых уплотнений, необходимо определить общее усилие по[1], с. 20:

(1.13)

и механический КПД гидроцилиндра по [1], с. 20:

(1.14)

При определении Р_общ для гидроцилиндра с двухсторонним штоком необходимо учитывать уплотнение с двух сторон.

Р_общ=20000+1249,72 155435=22804,06 Н

η_м=

С учетом принятых стандартных диаметров D и d определяют действительное давление в гидроцилиндре при отсутствии противодавления в сливной линии по выражению [1], с. 20:

(1.15)

где S – рабочая площадь поршня, для гидроцилиндра двустороннего действия с двухсторонним штоком при стандартных диаметрах определяемая по выражению [1], с. 21:

(1.16)

S=(3,14/4) ( )=0,003 .