0,2 кПсм. Можно применять для набивки пробковый материал, причем натяг пробкового кольца по диаметру выбирается примерно равным 1 мм (для валов диаметрами до 30 мм).
Мягкие набивные уплотнения не создают условий герметичности, и утечки по валу составляют (на масле марки «Индустриальное 20») примерно 0,3 см/мин на 1 см длины окружности
Момент трения уплотнений вращательного движения рассчитывается по формуле
М.„ = кР,„кГ/см, (136)
где d - диаметр вала в см; Fyn=mil - площадь поверхности уплотнения в см; I - длина уплотнения в см;
k - напряжение силы трения (удельное трение в кПсм). Для пробковых мягких уплотнений после 2 час. приработки с последующей подтяжкой прижимного фланца k = 0,006 кГ/см.
Наиболее часто в шестеренных насосах применяют манжетные уплотнения, изготовленные из маслостойкой резины (фиг. 72 б). Расположение уплотнения в крышке насоса упрощает его монтаж. Для обеспечения герметичности по наружному контуру уплотнения натяг по наружному диаметру должен быть в пределах 0,3-0,8 мм. Устранение утечки по поверхности вала достигается за счет небольшого натяга кольца по внутреннему диаметру и за счет натяжения кольцевой пружины 1. Для нормальной работы уплотнения необходима смазка, в результате чего абсолютная герметичность не обеспечивается. Трение в уплотнениях зависит от размеров вала, давления уплотняемой среды, чистоты обработки вала, скорости вращения вала и характера материала уплотнения. Усилие трения на единицу длины уплотняющей кромки кольца из маслостойкой резины марки 3825 по ТУ 1166-51-МХП регламентируется величиной порядка 0,1-0,25 кГ/см. С увеличением давления жидкости трение в уплотнении возрастает, а с увеличением скорости несколько понижается. Установка специального шарикового клапана для создания давления перед уплотнением (в камере 2) в пределах 0,5-0,1 кГ/см позволяет получить надежную работу уплотнений и компенсацию износа за счет разжима уплотняющей кромки давлением.
При монтаже манжетных уплотнений (если позволяет конструкция уплотнения) ширину канавки b (фиг 72, б) делают на 0,5-0,8 мм меньше ширины уплотнительного кольца с тем, чтобы при сборке уплотнений за счет прижима торцов кольца создавалось дополнительное уплотнение В некоторых случаях камеру 2 соединяют с зоной всасывания, хотя это может привести к нежелательному подсосу воздуха по валу насоса Для исключения возможности подсоса воздуха по валу насоса часто применяют конструкцию с двумя манжетными уплотнениями (фиг 72, в) Применение конструкции с двумя уплотнениями, поставленными навстречу одно другому, позволяет устранить утечки жидкости по валу и предотвратить подсос воздуха.
Фиг. 72. Конструкции уплотнений приводного вала.
два-три отверстия 3 (фиг. 72, б). Для манжет из маслостойкой резины напряжение силы трения принимается в пределах 0,07- 0,08кГ/см. (Данныеориентировочные, так как трение зависит от силы нажатия кольцевой пружины, температуры масла, качества поверхности вала, свойств резины и от натяга манжеты на валу.)
Одним из распространенных типов жестких (или так называемых механических) уплотнений вала в шестеренных насосах являются торцовые уплотнения, изображенные на фиг. 72, г.
Уплотнение осуществляется путем контактирования торцовых поверхностей вращающейся с валом втулки 1 и неподвижной крышки 2. Втулка имеет посадку на вал, обеспечивающую продольное перемещение (обычно применяется посадка С). Для предотвращения провертывания втулки относительно вала служит штифт 5, который входит в торцы втулки. Для обеспечения прижима втулки к крышке служит пружина 4 и кольцо 6. Усилие пружины определяется экс-
150 ]
Скорости вращения вала и давления уплотняемой среды, допускаемые при манжетных уплотнительных кольцах, оТ]ределяются наибольшим допустимым нагревом вала и кольца, который вызывается трением уплотнительных колец. При применении манжетных уплотнений необходимо иметь чистоту обработки поверхности вала не менее Н = 0,4 мк. Вал в местах контакта с уплотнением подлежит закалке. Для выбивки уплотнений из крышки обычно делаются
периментальным путем и зависит от скорости вращения трущихся поверхностей и материалов. Из камеры 3 производится отбор утечек жидкости. Иногда вместе с пружиной применяется гидравлический поджим уплотнения. В этом случае в камеру 7 подается масло под давлением.
Для торцовых уплотнений окружная скорость в местах контактирования не должна превышать 10-15 м1сек. Зазор между стальной втулкой и валом должен быть выдержан по диаметру в пределах 0,01-0,035 мм. Уплотнение, изображенное на фиг. 72, г, работает хорошо на давлениях жидкости до 15 кПсм. В связи с тем, что уплотнение не является герметичным камера 3 и отводная трубка из камеры должны рассчитываться на утечки по кольцевому зазору по формуле
где р - разность между давлением среды и уплотняемым пространством в кПсм; Z - диаметральный зазор в см; d - диаметр уплотняемого звена в см;
ц - абсолютная вязкость уплотняемой среды в кГсек/см; I - перекрытие (длина втулки) в см. Эта формула применима только при / > 2 мм. Обычно перед торцовым уплотнением ставится войлочное кольцо 8 для предотвращения попадания посторонних частиц в насос. Момент трения войлочного кольца рассчитьшается по формуле
М = 0,02d кГсм,
где d - диаметр вала в см.
Кроме пары трения стали марки 20 по чугуну марки СЧ21-40, применяются пары трения бронзы по стали твердостью Rc в пределах 58 - 62. Хорошо показали себя втулки из смеси бронза-графит по чугуну марки СЧ 21-40.
Для уплотнений с гидравлическим поджимом при давлении уплотняемой среды 5 кГ/см, удельное давление на поверхность контакта выбирается в пределах 4-6 кГ/см для масла марки «Индустриальное 20».
При необходимости обеспечения полной герметичности применяется конструкция торцового уплотнения, изображенная на фиг. 72, д. В таком уплотнении герметичность достигается путем прижима сильфонов 1 и давлением уплотняемой среды уплотнительного кольца 2 к торцу второго уплотнительного кольца 3, закрепленного на валу. Для дополнительного прижима иногда устанавливается пружина внутри или над сильфоном. Уплотнение показало хорошую работу на давлениях до 15 кГ/см.
К преимуществам торцового уплотнения приводного вала следует отнести способность его работы при высоких температурах, недифицитность материалов, где трущимися парами, как правило, являются сталь и чугун, возможность использования других мате-
