Расчет торцевого уплотнения.

Расчет сводится к определению усилия сжатия пружины и мощно­сти теряемой на трение между втулками. Потеря мощности в торце­вых уплотнениях составляет 0,1-0,5 мощности, затрачиваемой в сальниках с мягкой набивкой.

Рис. 2.42.

 

Расчетная схема торцевого уплотнения приведена на рис.2.43. Усилие сжатия пружины Р_п гарантирующее герметичность соедине­ния определяется как

где Р_у   - усилие трения уплотняющего кольца. Учитывая малое осевое смещение подвижного кольца и эластичность манжеты, при ориентировочных расчетах можно пренебречь;

Р_д - усилие от рабочего давления в аппарате опреде­ляется

где r₁ и r₂ - соответственно, внутренний радиус неподвижнойвтулки и радиус вала;

Рис. 2.43. Расчётная схема торцевого уплотнения.

P_p - расклинивающее усилие, обусловлено давление между трущимися поверхностями втулок. Учитывая, что ширина неподвиж­ной втулки b=r₂-r₁ невелика, для валов диаметром 40-100 мм b= 3 - 6 мм и падение давления P_r по линии контакта (в на­правлении радиуса линейным, эпюра давлений P_г), то может P_p быть рассчитана как

P_г - усилие герметизации зависит от удельного давления на контактную поверхность и рассчитывается по формуле

где Р_уд = (0,7 - 0,9) - для неразгруженных уплотнений, ког­да поверхность зазора между валом и неподвижной втулкой больше поверхности контакта втулок, т.е. ;

Р_уд = (0,2 - 0,9) - для разгруженных уплотнений, когда К<1.

Мощность теряемая на трение в торцевом уплотнении N_тор оп­ределяется как

где f = 0,04 - 0,05 - коэффициент трения в приработанном торцевом уплотнении;

 - средняя угловая скорость вращающейся втулки. Преимущества торцевых уплотнений:

малые потери мощности на трение;

сохранение герметичности независимо от износа неподвижного кольца 7, к которому подвижное 6 постоянно поджимается пру­жиной 2 с усилием P_п ;

торцевые уплотнения меньше реагируют на радиальные и осевые биения вала.

Основной недостаток - сложность конструкции, а также монтажа и, демонтажа уплотнения. ремонт торцевых уплотнений При ремонте все втулки подвергают тщательному осмотру;

В случае необходимости (раковины, мелкие трещины, неоднородности) их трущиеся поверхности обрабатывают на токарном станке. Втулки на­саживают на точно изготовленные оправки с тем, чтобы обеспечить строгую перпендикулярность поверхности торца и оси вала. После механической обработки поверхности притирают вручную смесью мел­кого абразивного порошка с маслом или пастой ГОИ на чугунных при­тирочных плитах.

Собранные на валу детали и неподвижная втулка должны иметь единую ось; допустимые отклонения от концентричности составляют не более половины допуска на изготовление. Зазоры между деталями проверяют щупом и пробным перемещением вручную.

Пружины перед установкой подвергают тщательной проверке, чтобы удостовериться в том, что на них отсутствуют трещины и за­боины, их размеры строго соответствуют указанным в чертежах и они обеспечивают достаточную упругость. Особое внимание обращают на торцы витков пружины; они должны быть параллельны, в противном случае их шлифуют.

Качество работы уплотнения под нагрузкой характеризуется ве­личиной утечки уплотняющего масла, которая не должна превышать предела установленного в паспорте. Собранное торцевое уплотнение может быть испытано на специальном стенде или вместе с оборудо­ванием. Пуск торцевых уплотнений возможен только после того, как в системе налажена циркуляция масла.