Промышленный лизинг Промышленный лизинг  Методички 

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 [ 61 ] 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76

Таблица 10.4

Характеристики набивок, используемых в сальниковых уплотнениях арматуры

Марка или материал набивки

Фторопласт-4

Фторопласт-4

ФУМ-В

ФУМ-О

Ф4К20

ФУМ-НК-В

ФУМ-НГ-В

ФУМ-НФ-В

ФУМ-НК-О

ФУМ-НФ-О

ЛФ-1

ЛП-31

Стандарт нлн ТУ

ТУ 6-05-810-76

ОСТ 86-05-5022-81

ТУ 6-05-1570-77

ТУ 6-05-1413-76

ТУ 6-05-041-778-82

ТУ 38.414.146-80

ГОСТ 5152-84

Давление среды, МПа

Температура среды,

°С

-80...

-1-200

-80... -1-200

-60... -1-150

-60...

-1-200

-60... -ЬЗОО

-60... -f-200

-2... -1-260

Срок эксплуатации хранения,

общий

в составе изделия

Гарантийный ресурс

Средний ресурс

до списания

3000

3000

1500

3000

1500

3000

3000

2000

2000

1500

1000

1000

5000

10000

5000

10000

12000

7000

7000

6000

1500

3000

1500

3000

Вероятность безотказной работы за гарантийный ресурс

0,97

0,999

0,97

0,95

0,999

0,97

0,97

0,95

0,99

0,95

0,95

0,99

0,92

0,92

72). СЧ 18 (ГОСТ 412-79), КЧ 30-6 (ГОСТ 1215-79),

Монтаж и эксплуатация сальников.

Чтобы обеспечить большую равномерность распределения давления в контакте между набивкой и шпинделем, рекомен-

дуется устанавливать предварительно спрессованные кольца набивки. Допускается опрессовка колец непосредственно в сальниковой камере с помощью специальной втулки, выполненной цельной или из двух половин. Удельная нагрузка

Рис. 10.21. Уплотнительные кольца из фторопласта-4 (а) и ФУМ (б)

опрессовки для набивки АГ не менее 40 МПа, АФ-1, АФТ и набивки из фторопласта-4 - не менее 25 МПа. Высота пакета сальниковой набивки после его установки должна быть такой, чтобы нажимная втулка входила в гнездо не более чем на 0,3 высоты, но не менее чем на 2 мм. Кольца набивки располагают в пакете так, чтоб их срезы были смещены на 90°. Затяжку сальника до расчетного осевого давления следует выполнять постепенно с периодическим перемещением шпинделя (2 - 3 цикла) перед каждой подтяжкой. Под набивку из фторопластового уплотнительного материала (ФУМ) и на нее устанавливают поднабивочные кольца из фторопласта-4.

Качество работы сальникового уплотнения определяется обеспечением норм герметичности в процессе наработки суммарного пути скольжения относительно движущейся детали (шпинделя).

Путь скольжения:

при возвратно-поступательном движении шпинделя запорной арматуры

L=2nZ,

где п - число циклов перемещения шпинделя; Z - ход шпинделя; при возвратно-поступательном перемещении шпинделя регулируемой арматуры

L=nitZi,

где «1 - частота включений, цКЬ - время работы арматуры, ч; Zi - перемещение за одно включение;

Таблица 10.5

Размеры, мм, уплотнительных колец для сальниковых уплотнений арматуры

Диаметр шпинделя

. 105



Уплотнения с сальниковой набивкой

Торцовые сальниковые уплотнения

при винтовом движении шпинделя

L= 2п-,

cos а

где / - число шагов резьбы, соответствующее ходу; а - угол подъема резьбы.

Подтяжку сальниковой набивки выполняют: АГ - через каждые 40-50 м; АФТ - через 150 - 200 м; из фторопласта-4 - через 250-300 м.

Осевое давление, необходимое для затяжки набивки из любого материала, кроме фторопласта-4, рассчитывают по формулам:

для газообразных сред

„ =-j-u •

Иос «3,62-10-«Z),pSoPo(Po + 0,2)

для жидких сред

рос = -

-Ig.

0,043 T-lO-D.pSoPo

где Q - заданная утечка среды, ммин; / - длина сальника, м; Dcp = {d + D)/2 -средний диаметр кольца набивки, м; ц - коэффициент динамической вязкости рабочей среды. Па-с; ро - рабочее давление, МПа; So - коэффициент в мДМПа-мин) - для газа; в м/ /(МПа-мин) - для жидкости; ко - коэффициент, учитывающий физико-механические свойства уплотнительных материалов, МПа. Значения коэффициентов So и 0 для некоторых набивок приведены ниже:

«о, МПа

18,0 13,2 8,1 2,4

МПам! АФ-1 ... 5

АФТ ... 20

АГ . . . . 40

Из ФУМ . . 90

Осевое давление для затяжки набивки из фторопласта-4

р„, = 1,1ро + 10 МПа.

Утечка Q. м/мин, при температуре 20+ 5 "С: для газообразных сред

~--Ро (Ро + 0,2);

Таблица 10.6

Коэффициент S для сальниковых уплотнений арматуры

Таблица 10.8

Марка или материал набивки

Значения s10 м(МПа-мин) для газов и мЗ/(МПа мнн) для жидкостей, при р, МПа

АФ-1

0,85

0,52

0,95

для жидких сред

где S - коэффициент в мДМПа мин) - для газов, в мДМПа • мин) - для жидкостей (табл. 10.6).

При температурах выше 25 °С в формулах для определения утечки среды коэффициент S следует заменить коэффициентом Sr (табл. 10.7).

Момент трения шпинделя по набивке определяют по формуле

М = ыроо/,

где X - коэффициент бокового давления (для набивок из фторопласта-4 х = 0,41; из ФУМ - 0,52; АГ - 0,29; АФТ - 0,31; АФ-1 - 0,41); / - коэффициент трения (табл. 10.8).

Таблица 10.7

Коэффициент для сальниковых уплотнений арматуры

Марка

Значения .?.-10<>, м/(МПа2 мин) для газов и м-/(МПа мин) для жидкостей, при температуре, °С

АФ-1

0,16

0,11

0.09

0,13

0,075

0,05

0,47

0,05

0,03

0.015

0,03

Коэффициенты треиия для сальниковых уплотнений арматуры

Марка

Значения / при температуре, °С

или Maicpiiaji набивки

От 15

до 25

Св. 25 до 50

Св. 50 до 70

Св. 75 до 100

Св. 100

до 150

Св. 150 до 200

Св. 200 до 250

Фторопласт-4

0,10

0,09

0,07

0,06

0,05

0,04

0,04

0,20

0,15

0,10

0,08

0,06

0,05

0,04

0,30

0,24

0,20

0,18

0,16

0,15

0,15

0,40

0,34

0,28

0,24

0,20

0,18

0,18

АФ-1

0,15

0,14

0,13

0,12

0,11

0,09

0,07

10.4. Торцовые сальниковые уплотнения

Торцовые сальниковые уплотнения (ТСУ) представляют собой торцовые уплотнения, в которых одно из колец пары трения выполнено из обычной сальниковой набивки. Такие конструкции описаны в ряде патентов, полученных сравнительно давно [9]. Однако они не нашли широкого практического применения. На рис. 10.22 схематично показана конструкция ТСУ, состоящего из вращающегося кольца набивки 2 и неподвижного металлического кольца 1, образующих торцовую пару трения, и пружины 3, поджимающей кольца. В отличие от обычного торцового уплотнения, кольцо набивки 2 выполняет также роль вторичного уплотнения относительно вала.

К положительным особенностям конструкции ТСУ следует отнести ее большую простоту и меньшую стоимость по сравнению с торцовыми уплотне-


Рис. 10.22. Торцовое сальниковое уплотнение:

/ - кольцо неподвижное; 2 - колы1о"льниковой набивки; 3 - пружина

ниями; возможность замены кольца набивки без разборки машины; автоматичность действия, меньшие по сравнению с сальниковыми уплотнениями утечки рабочей жидкости и отсутствие износа вала или защитной втулки. Недостатки ТСУ - более сложная конструкция и большие утечки при отказах по сравнению с сальниковыми уплотнениями; меньшие долговечность и рабочие параметры, большие ограниченность по средам и утечки рабочей жидкости по сравнению с торцовыми уплотнениями. В торцовом сальниковом уплотнении имеются три стыка, через которые возможны утечки рабочей жидкости: торцовый - между кольцами / и 2; радиальный - между кольцом 2 и валом; в разрезе кольца набивки 2. Чтобы избежать значительных утечек в последнем стыке, следует разрез кольца набивки выполнять аккуратно и длину набивки выбирать так, чтобы при запрессовке набивки в обойму в стыке кольца создавался натяг 3 - 5 мм.. Рекомендуется проводить опрессовку колец набивки в пресс-формах перед их установкой в обоймы уплотнений.

Одинарные ТСУ (рис. 10.23) имеют габаритные размеры (табл. 10.9), соответствующие радиальным размерам сальниковых коробок по международному стандарту ИСО 3069,

Пара трения уплотнения: вращающееся кольцо набивки 6 - неподвижное металлическое кольцо 8. Пружины 1,



Уплотнения с сальниковой набивкой

Типы и области применения


Таблица 10.9

Размеры, мм, одинарных торцовых сальниковых уплотнений

Рис. 10.23. Торцовое сальниковое уплотнение одинарное:

1 - пружина; 2 - винт стопорный; 3 - корпус; 4 - поводок; 5 - обойма; 6 - кольцо сальниковой набивки; 7 - кольцо уплотнительное резиновое; 8 - кольцо неподвижное; 9 - штифт

поджимающие пару трения, размещены в камере, образуемой корпусом 3 уплотнения и кольцом 6. Эта камера может быть заполнена консистентным смазочным материалом, нерастворимым в рабочей среде, с температурой каплеоб-разования более высокой, чем температура среды. Смазочный материал предохраняет пружины от коррозии. Кольцо набивки помещено в кольцевую обойму 5, снабженную двумя поводками б для восприятия момента трения уплотнения. Неподвижное кольцо 8 установлено на резиновом уплотнительном кольце 7 кругового сечения. Корпус 3 закреплен на валу стопорными винтами 2. Уплотнение предназначено для валов машин, работающих на нейтральных (вода, масло) и слабоагрессивных средах. В качестве набивок рекомендуются асбестовые набивки и набивки из углеродного волокна. Для неподвижного кольца 8 рекомендуются хромистые стали типа 95X18 {HRC 45-55) и коррозионно-стойкие стали типа 10Х18Н9Т. Для пружин следует применять корро-

Сечен не набивки

8 X 8

8 х 8

8 х 8

10 X 10

10 X 10

зионно-стойкие стали, в нейтральных средах можно хромистые.

Уплотнение предназначено для работы в среде с давлением до 0,5 МПа и температурой до -f-60°C при частоте

i 2 3 4


13 12

Рис. 10.24. Торцовое сальниковое уплотнение двойное:

7 - винт стопорный; 2 - пружины; 3 - обойма наружная; 4 - обойма внутренняя; 5, б, 12 - кольца уплотнительные резиновые; 7 - штифт; 8 - крышка; 9 - кольцо неподвижное; /О - кольца сальниковой набивки; - поводки; /3 - корпус

вращения вала до 3000 мин . =Утечки жидкости через уплотнение составляют 0,1-1,0 дм>.

Для герметизации агрессивных жидкостей рекомендуется применять двойные ТСУ с подачей затворных жидкостей (в основном воды). На рис. ГО.24 показано двойное ТСУ, которое состоит из двух одинарных уплотнений, распо-ложжных в радиальном направлении. Давление затворной жидкости, подаваемой между ними, должно превышать давление среды перед уплотнением на 0,02 - 0,1 МПа. Внутреннее уплотнение по форме и размерам в основном соответствует одинарному уплотнению (см. рис. 10.23). Наружное уплотнение отличается формой обоймы 5, так как оно работает при перепаде давлений, направ-

Глава 11

ЩЕЛЕВЫЕ УПЛОТНЕНИЯ

пл. Типы и области применения

Щелевые уплотнения предназначены для ограничения перетоков жидкости или газа внутри машины из области высокого давления в область низкого давления через подвижные и неподвижные соединения. Увеличенные перетоки снижают производительность гидравлических машин, ухудшают объемный и общий коэффициенты полезного действия.

Щелевые уплотнения объединяют несколько типов бесконтактных уплотнительных устройств. Щели являются основным элементом этих устройств, а также различных разгрузочных, уравновешивающих и опорных узлов. В настоящее время используют разнообразные щели, представляющие собой кольцевые каналы с зазором малой высоты (от нескольких микрометров до миллиметра). В зависимости от формы уплотнительных поверхностей различают торцовые щели (рис. 11.1, а), образованные

ленном в сторону рабочей жидкости. В отличие от одинарного уплотнения корпус 13 выполнен герметичным (поводки Y1 входят в глухие отверстия, между корпусом и валом установлено резиновое уплотнительное кольцо 12). Неподвижное кольцо 9 пары трения имеет два уплотнительных пояска и установлено на штифтах 7. Между кольцом 9 и крышкой 8 установлены два резиновых уплотнительных кольца 5 и 6. Прижатие кольца к крышке осуществляется пружинами и давлением жидкости. Контактное давление от пружин в парах трения составляет 0,1-0,2 МПа.

Радиальное расположение двух ступеней одинарных уплотнений позволяет заменять кольца набивки без разборки машины.


РаУ Лр.

У Л

Ps Ра


PaY (

Рис. 11.1. Схемы щелевых уплотнений:

а - с торцовой щелью; б - с радиальной гладкой щелью; в-с кольцевыми канавками (для жидкостей); г - лабиринтного типа (для газов); д, е - с плавающими кольцами



0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 [ 61 ] 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76