Расчёт уплотнения валов

Валы рабочих органов машин и аппаратов, снабжаются уплотняющими устройствами. Уплотняющие устройства предназначены для изолирования рабочего объёма от внешней среды с целью предотвращения попадания атмосферного воздуха, загрязнений рабочей среды и утечке в окружающую среду [11].

Сальниковые уплотнения (сальники). Различают сальники с мягкими и твёрдыми уплотняющими набивками. Сальник является ответственным узлом аппарата, требующим постоянного наблюдения и ухода.

Сальник состоит из корпуса, грундбуксы (упорного кольца), нажимной втулки, сальниковой набивки и затягивающих шпилек (рисунок 1). Уплотнение вала достигается за счёт притяжения набивки к валу.

1- корпус; 2- втулка нажимная; 3- сальниковая набивка; 4- кольцо упорное (грундбукса); 5- шпилька.

Рисунок 3.2 – Сальниковое уплотнение

Сальники без устройств охлаждения работают при температуре -20…70°С, и давлениях 0,04…0,6 МПа.

В качестве сальниковых набивок используются хлопчатобумажные, пеньковые, асбестовые материалы, фторопласт, а так же композиционные материалы.

Из всех сальниковых набивок, особо следует выделить фторопласт, как материал, имеющий высокую термостойкость, малый коэффициент трения и высокую агрессивную стойкость. Основной недостаток фторопластовой набивки – это её высокая жёсткость, требующая больших усилий сдавливания.

Целью расчёта сальникового уплотнения является определение усилия сдавливания набивки и потерь на трение вращающегося вала. Сальниковая набивка является твёрдым деформируемым телом, в связи с чем во внутренних слоях набивки напряжения не равны, т.е. РхРу.

Напряжение набивки обычно принимают[11]:

(3.25)

где m- коэффициент зависящий от материала набивки, который выбираем из таблицы [ ].

Рисунок 3.3 – Расчётная схема нагружения сальника

Ширина сальниковой набивки s определяется по формуле:

(3.26)

Усилие Ру определяется по формуле:

(3.27)

где Р0 – давление в аппарате; f=µ/m, µ- коэффициент трения.

При у=h, (3.28)

Тогда :

Исходя из ширины стандартных фторопластовых колец, устанавливаем 3 кольца шириной по 10 мм.

Усилие затяжки шпилек F определяется следующим образом:

(3.29)

Мощность, затраченная на преодоление сил трения в сальнике, является сложной функцией и зависит от ряда параметров, среди которых следует отметить большое влияние скорости вращения и диаметра вала. В связи с этим рекомендуется пользоваться эмпирической формулой для расчёта мощности:

(3.30)

3.7.1 Расчёт винтов на прочность [12]

Условие прочности:

(3.31)

где Fр – расчётное усилие в стержне винта.

Fр=1,3F (3.32)

где F- сила начальной затяжки.

Fр=1,3·481,5=625,95Н

(3.33)

Материалы по теме:

Исследование влияния температуры второго нагревания сгустка на выход и качество готового продукта
Учитывая необходимость второго нагревания сгустка при выработке творога, возникает проблема выбора режима второго нагревания. С этой целью был проведен эксперимент для выявления зависимости органолептических показателей творога от температуры второго нагревания сгустка. Для изучения влияния темпера ...

Требования к ягодному соку
Данный раздел имеет основное значение при изготовлении качественного сока. После того, как сырье прошло входной контроль, готовая продукция подвергается следующей стадии контроля. К ягодным сокам предъявляют требования по показателям качества, безопасности, упаковке, маркировке, правилам приемки, п ...

Показатели качества ликеро – водочных изделий, розлив и хранение
Показатели качества ликеро-водочных изделий. Качество ликеро-водочных изделий определяют по органолептическим и физико-химическим показателям. Органолептически оценивают внешний вид изделия (упаковку, маркировку, объём, прозрачность), цвет, вкус и запах. Изделия должны быть прозрачными, без мути и ...