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 0,115 при _р > 0,05 м/с .

Из [1], приложение 6 принимаем: количество колец n=4, ширина колец b=4 мм.

Р_тр=3,14 100 10 ( 7,3 =3972 Н

_{В уплотнении из} U-образных манжет герметизация обеспечивается контактной поверхностью за счет деформации при монтаже и давления жидкой среды. Для изготовления манжет применяют кожу, специальные сорта резины, полихлорвиниловый пластификат. Сила трения в этом случае определяется по [1], с. 20:

P_тр=πDbfp_д (1.12)

Где D – диаметр поршня; f – коэффициент трения (при твердости резины 75 единиц по Шору f =0,0144-0,0265, при твердости 90 единиц f=0,04-0,18); b –ширина контактной поверхности,принимаемая по графику.

b= 9

Р_тр=3,14 70 9 0,22= 1740 Н

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=25000+3972 +1740=30712 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:

0 (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) ( )=4004м .

Рис.1.2 – Схема уплотнения штока и поршня

1 – шток, 2 – поршень, 3 – цилиндр, 4 – кольцо уплотнения, 5 - манжета

Таблица 3

Значение	p, МПа	D, м	d, м		pсл, МПа	м
начальное	8,15	0,091	0,07	2	0,61	0,95
итоговое	7,6	0,01	0,07	1,9	0,61	0,82