книги из ГПНТБ / Макаров Г.В. Уплотнительные устройства

Обозначения: у — удовлетворительная, н —неплохая, п — п л о х а я .

217-

Высокой теплопроводностью обладают графит, бронза и сталь. Теплопроводность резины, фторопласта-4, капрона и тексто­ лита очень низка и примерно соответствует таковой у теплоизо­ ляционных материалов (асбеста). Эти же материалы обладают вы­ соким коэффициентом линейного расширения по сравнению со

сталью.

Наибольшей радиационной стойкостью обладают материалы типа углеродистых и нержавеющих сталей, алюминиевых сплавов, никеля и меди [84] . а- и 6-лучи оказывают слабое действие на материалы элементов уплотнений. 7-лучи и нейтроны могут вы­ зывать в них временные или постоянные изменения. Радиацион­

теря эластичности и превращение в жесткие ломкие материалы (радиационное старение). Исключение составляют эластомеры на основе бутилкаучука, которые под действием радиации быстро превращаются в липкую массу.

48.КОМПОЗИЦИОННЫЕ МАТЕРИАЛЫ

Для особо тяжелых условий работы, требующих надежной герметизации, начинают применять композиционные материалы, характеризующиеся высокой прочностью и упругостью. Они при-

218

Глава I X

ПУТИ УМЕНЬШЕНИЯ ВЕСА И ГАБАРИТОВ ГИДРАВЛИЧЕСКИХ АГРЕГАТОВ

И ПОВЫШЕНИЯ ИХ К- П. Д.

Одним из основных путей совершенствования гидравлических агрегатов является'значительное повышение применяемых дав­ лений.

Рассмотрим возможности уменьшения веса, габаритов гидрав­ лических агрегатов и повышения их к. п. д. с увеличением дав­ ления.

49. УМЕНЬШЕНИЕ ГАБАРИТОВ И ВЕСА ГИДРАВЛИЧЕСКИХ АГРЕГАТОВ ПРИ ПРИМЕНЕНИИ ВЫСОКИХ ДАВЛЕНИЙ

Уменьшение диаметра поршня

В соответствии с назначением гидроцилиндр должен обеспе­ чить заданное рабочее (тяговое) усилие F. Это усилие зависит от давления жидкости р и площади S, на которую оно передается, а также от сил трения в уплотнениях Т

поршня.

Давление может быть подано с какой-либо одной стороны поршня или же чередоваться то с одной, то с другой стороны. При подаче давления со стороны поршня необходимая рабочая ллощадь поршня

откуда диаметр поршня

-D = y ± z : .

Отношение диаметров поршней при изменении давления

D i _ ~\f РоПо

220

р, кгс/см2

Рис. 113. Изменение отношения диаметров поршня в зависимости от давления жидкости для различных типов уплотнений:

/ — по две шевронные манжеты (ГОСТ 6969—54), давление перед поршнем; 2 — по одной манжете (ГОСТ 6969—54), давление перед поршнем: 3 — по две малогабаритные манжеты плюс кольцо, давление перед поршнем; 4 — по одной манжете (ГОСТ 6969—54), [а ] = ='3000 кгс/см! , давление со стороны штока; 5 — по одной манжете (ГОСТ 6969—54), [ст! = 1000 кгс/см! , давление со стороны штока

Имея в виду, что F = FaBr\, можно написать уравнения проч­

Для постоянного тягового усилия F зависимость изменения диаметра поршня от давления жидкости представлена на рис. 113. Величина диаметра DQ взята р,пя^р0 = 50 кгс/см2 .

221

складывается из веса цилиндрической трубы, поршня со штоком,

С учетом выражения тангенциальных напряжений на внутренней

^До

222

Отношение весов масла в агрегате

С учетом уравнения прочности штоков

где

Как видно из графика на рис. 113, диаметр поршня, а следо­ вательно, и габариты гидроцилиндра могут быть существенно уменьшены с увеличением применяемых давлений, например, при увеличении давления от 50 до 200 кгс/см2 диаметр поршня умень­ шается примерно в два раза, а при увеличении давлений от 50 до 1000 кгс/см2 примерно в четыре раза.

Как следует из графика рис. 114, вес гидравлических агрега^ тов существенно уменьшается с увеличением давления.

При увеличении давления от 50 до 200 кгс/см2 вес уменьшается примерно в два раза; при дальнейшем увеличении давления вес агрегата сохраняется в пределах 0,5—0,75 от веса, полученного при давлении 50 кгс/см2 .

223

Наиболее благоприятно для цилиндров применение качествен­ ных сталей, например с сгт = 5000н-8000 кгс/см2 .

При применении низких давлений габариты цилиндров часто получаются настолько большими, что обеспечить при термообра­ ботке высокие механические -характеристики (предел текучести и др.) не всегда удается.

1,0 г-

Рнс. 114. Изменение веса гидравлического агрегата с возвратнопоступательным движением штоков в зависимости от давления жидкости:

получить более высокие прочностные характеристики при тех же марках материалов.

Необходимо освоить при всех режимах работы, включая дли­ тельные непрерывные, давление не ниже 200 кгс/см2 , имея в пер­ спективе давления до 1000 кгс/см2 и выше.

Повышение 'уровня применяемых давлений и отработка необ­ ходимых для этого уплотнительных устройств имеет существенное значение для дальнейшего развития машиностроения.

Для гидропередач с вращательным движением также целесо^ образно повышать уровень применяемого давления жидкости.

где Q — расход в кг/с; Ар — перепад давлений в кгс/м2 ; у — удельный вес в кг/м3 ; г ) г д — к. п. д. гидродвигателя.

224

При изменении давления р и постоянной производительности Q отношение мощностей, развиваемых гидродвигателем, будет .

приводом мощность увеличится также в i раз. Большинство гндродвигателей и гидронасосов по прочности основных деталей по­ зволяет значительно увеличить давление сверх принятого при некотором упрочнении отдельных элементов, не требующем су­ щественного увеличения веса, но эти возможности часто ограни­ чиваются уплотнительнымн устройствами распределительных и

в зазоры соединений общий к. п. д. агрегата зависит от потерь на преодоление гидравлических сопротивлений, от утечки жидкости

имеханических потерь. Общий к. п. д.

К. п. д., учитывающий гидравлические сопротивления при движении рабочего потока жидкости

где р с — потери давления на преодоление гидравлических сопро­ тивлений.

где U, Q, S — скорость, объем жидкости, протекающей в трубо­ проводе, и поперечное сечение трубопровода; hf, hM — потери на­ пора на жидкостное трение о стенки трубопроводов и местные сопротивления.

225