Расчет сальникового уплотнения

Расчет сводится к определению мощности, теряемой на трение в сальнике (рис. 11), и законов изменения осевой и радиальной сил, которые зависят от диаметра уплотняемого вала материала набивки. Выбор материала набивки сальникового уплотнения определяется технологическими условиями работы агрегата.

1. Исходя из заданных значений технологических параметров (рабочего давления Рр, Па и температуры t, оС) (табл. 14) выбираем тип сальниковой набивки.

Таблица 14

Границы применения сальниковых набивок различного типа

Тип набивки

1/m

Предельное рабочее давление, ПаЧ 106

Диапазон температур,

оС

Асбестовая набивка:

маслобензостойкая

пропитанная

сухая

» 0,5

» 0,5

» 0,5

 

80

80

400

АГ — плетеная, асбестовая, проклеенная с графитом

0,29

35

565

АФТ — плетеная, асбестовая, пропитанная суспензией фторопласта с тальком

0,31

25

-200 ... 300

АФ-1 — плетеная, асбестовая, пропитанная суспензией фторопласта

0,41

20

-2 ... 50

Асбестопроволочная набивка

» 0,5

 

400

Фторопластовая набивка: фторопласт-4

0,41

40

-80 ... 200

ФУМ — набивка из волокнистого материала

0,52

20

-60 ... 150

Пеньковая просаленная

набивка

» 0,5

 

80

Хлопчатобумажная просаленная набивка

» 0,5

 

 80

2. Ширина (мм) сальниковой набивки

S = ((1 ё 2.5)).

Вычисленное значение ширины (мм) сальниковой набивки S округляется в большую сторону до величины, выбираемой из следующего ряда чисел: 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 10, 12, 14, 16, 18, 20, 22, 25, 28, 30, 32, 38, 42, 45, 50, 52, 55, 60, 65, 70.

2. Высота (мм) набивки

h = (K Ч S),

где К - коэффициент, зависящий от величины h/s, принимает значения (табл. 15).

Таблица 15

Влияние геометрических размеров сальниковой

набивки на потери мощности

Геометрические размеры сальниковой набивки, h/s

5

6

7

8

9

10

12

Значение коэффициента, К

0,65

0,83

1,02

1,24

1,58

1,70

2,34

3. Величина осевого усилия (Па) в верхней части сальника

,

где f - коэффициент трения при вращении вала,

f = ,

где m тр - коэффициент трения набивки о вал и корпус сальника (табл. 16); m - величина, зависящая от материала набивки, давления и других факторов (табл. 14).

Таблица 16

Коэффициенты трения для сальниковых уплотнений

Тип набивки

Значения m тр при температуре, оС

 

15ё 25

25ё 50

50ё 70

75ё 100

100ё 150

150ё 200

> 200

Фторопласт- 4

0,10

0,09

0,07

0,06

0,05

0,04

0,04

ФУМ, пеньковая и х/б про-саленные

0,20

0,15

0,10

0,08

0,06

0,05

0,04

АГ, асбестопро-волочная

0,30

0,24

0,20

0,18

0,16

0,15

0,15

АФТ

0,40

0,34

0,28

0,24

0,20

0,18

0,18

АФ — 1

Асбестовая

0,15

0,14

0,13

0,12

0,11

0,09

0,07

Рис. 11. Сальник : 1 - корпус; 2 - нажимная втулка; 3 - набивка; 4 - упорное кольцо (гранд-букса)

Рис. 12. Схема распределения усилий в сальниковом уплотнении: 1 - вал; 2 - нажимная втулка; 3 - корпус

 

4. Сила прижатия (Па) набивки к валу

.

5. Сила трения (Н) в сальнике

.

6. Мощность (Вт), теряемая на трение

Nтр = Ч .

Коэффициент трения f вала имеет меньшее значение, чем при неподвижном вале, кроме того, он меняется при изменении давления. Учесть все это для разных набивок сложно, поэтому для практических расчетов можно воспользоваться формулой

Nтр = .

7. Закон изменения осевой силы по высоте сальника (рис. 12)

Py = Pp exp (2Ч fЧ ), при y = 0 ё h .

8. Закон изменения радиальной силы

Px = Ч Pp Ч exp (2Ч fЧ ), при y = 0 ё h .