Главная  Промышленность 

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

Таблица И. 12

Материал

Модуль

Предел прочности, а. 10-», Па

Твердость

о о. t>

°

Коэффициент

Коэффициент трения по стали

"is

о.= 0

упругости Я.10-*, па

на сжатие

на растяжение

на изгиб

н а 4) к о ш

о >,о.

линейного расширения

без смазки

прн смазке

» я

So -е- о -е- о

Резина

30 - 70

100-140

55 - 70 (по ТМ-2)

140 - 300

0,42 - 0,84

12-10-=

0,02 - 0,08

0,45

8-120

Фторопласт-4

1700

110-140

НВ 3-4

250 - 500

0,84

(8-21) 10-=

0,07 - 0,1

0,06

195-250

Полнкапро-лактам (капрон)

8000

600-650

700-800

НВ 10-12

150-200

50 - 55

0,924

(11 - 14) 10- =

0,106

0,092

80-90

Графит

(4.7-7,5) 10*

1 260 - 2 590

70-210

260 - 910

HSh 30-100

336 - 672

(2,7 - 3,6) 10-

0,23

0,04

4 - 20 *

315-340

Сталь

2,Ы0«

4 ООО - 10 ООО

НВ 100 - 300

17-40

168-210

12-10-°

0,18-0,5

0,09

0,25 - 0,3

Бронза

(0,63-1,05) 10

4 600

20 - 30

18-10-°

0,18

0,32 - 0,35

Чугун

(0,7 - 1,25) 10

6 000-14 ООО

1 400 - 2 500

(10,8 - 14,4) 10-

0,15-0,18

0,23 - 0,27

340-370

Полиэтилен

(5-8) 10"

200 - 400

200 - 380

70-120 (по Джонсону)

150 - 800

1,43

10-*

0,045

0,032

Полнамнд П-68

12 ООО

400-500

800 - 1 ООО

800-850

НВ 14-15

(11-12) 10-=

0,098

0,091

120 - 160

Текстолит ПТК

(4-6,5) 10«

1 500-2 500

1 ООО

1 600

НВ 35

0,63

(2 - 4) 10- =

0,25-0,4

2 0,01-0,05

* Для непропнтаиных графитов.



Рис. 6.40. Конструктивная схема установки лабиринтного уплотнения

Раз.меры канавок и зазоры лабиринтных уплотнений рекомендуется подбирать методом, изложенным в работе [6]. Форма кольцевых выточек лабиринтного уплотнения оказывает малое влияние на качество герметичности уплотнения этого типа. Из различных вариантов форм выточек для сжатого воздуха рекомендуется вариант, изображенный на рис. 6.39, д, обеспечивающий лучшие результаты по герметичности и технологичности изготовления [6]. Лабиринтные уплотнения обладают высокой надежностью, имеют небольшие потери энергии на трение в уплотнительном узле, однако утечка рабочей среды в них относительно велика. Конструктивная схема установки лабиринтного уплотнения приведена на рис. 6.40.


6.4. МАТЕРИАЛЫ УПЛОТНЕНИЙ

Материал уплотнений выбирают с учетом следующих факторов: характера уплотняемого соединения (неподвижное, возвратно-поступательное или вращательное); рел<има работы (скорости и интенсивности рабочих движений); давления рабочей среды; тeшepaтypы окружающей и рабочей среды, требований к герметичности и долговечности; конструктивных параметров соединения и др.

В табл. 6.12 приведены физико-.механические свойства различных материалов уплотнений [6].

Ниже приведен ряд реко.иендаций, составленный на основании работ [1,2, 6, 7, 8], которые необходимо учитывать при выборе материала уплотнений.

Резиновые уплотнения обеспечивают надежную работоспособность в относительно узком интервале температуры. Их долговечность снижается при повышенных давлениях рабочей среды и недостаточном смазывании трущихся поверхностей. Быстрому выходу из строя резиновых уплотнений способствует прилипание их к поверхности металлических изделий, при этом значительно возрастает усилие, необходимое для страгивания подвижных частей пневматических устройств, и повреждаются рабочие кромки уплотнений. Наиболее эффективным методо.м борьбы с прилипанием является создание на резиновых деталях уплотнений защитных покрытий из фгоронласта или других .материалов, не склонных к прилипанию, применение комбинированных кольцевых уплотнений или покрытие металлических поверхностей.

Фторопласт-4 рекомендуется применять в пневматических устройствах, где от материала уплотнений требуется высокая тепловая и химическая стойкость. При этом следует иметь в виду увеличение его мягкости с повышением температуры и текучесть на холоде.

Недостаток эластичности фторопласта обычно компенсируют комбинацией его установки с резиной или поджатием пружиной. Из-за этого недостатка фторопласт-4 ие рекомендуется для изготовления самоуплотняющихся уплотнений при невысоких давлениях. Уплотнения из фторопласта при сборке реко.мендуется смазывать, что снижает коэффициент трения. Как правило, уплотнения из фторопласта-4 не обеспечивают надежной герметизации при длительной эксплуатации из-за нарушения геометрических размеров.

К недостаткам фторопластовых уплотнений относится также плохой отвод теплоты от места контакта (это особенно характерно для пневматических устройств с вращательным движением уплотнительного узла), что приводит к перегреву трущейся поверхности уплотнения и быстро.му износу.

Графит можно применять как в чистом виде, так и после его пропитки маслами, синтетическими смолами, медью, свинцом, баббитом и другими легкоплавкими сплавами металлов. Вследствие того что графит является инертным материалом, хорошо рассеивает теплоту, выдерживает термические напряжения и обла-

дает самосмазывающими свойствами, уплотнения иа его основе нашли пример нение для особо тяжелых условий работы (высокие давления и скорости, широкий диапазон рабочих температур окружающей или рабочей среды).

Для изготовления манжет обычно используют колу, обработанную дубильными веществами и пропитанную воском или синтетическими резинами. Уплотнения из кожи рекомендуется применять при температуре не выше 80-85 °С. Кожа обладает свойством фитильной смазки, что снижает коэффициент трения. Однако при хорошей подаче смазочного .материала, коэффициент трения уплотнений, изготовленных из-кожи, выше коэффициента трения уплотнений, изготовленных из резины.

Композиционные материалы рекомендуются для режимов работы с высокими требованиями к надежности герметизации и долговечности. В настоящее время стали применять композиционные материалы на основе фторопласта и наполнителей из графита.

список ЛИТЕРАТУРЫ

1. Абрамов Е. И., Колесниченко К. А., Маслов В. Т. Элементы гидропривода. Киев: Техника. 1977. 320 с.

2. Башта Т. М. Машиностроительная гидравлика. Справочное пособие. М.: Машиностроение. 1971. 664 с.

3. Гуревич Д. Ф. Расчет н конструирование трубопроводноП арматуры. Л.: .Машиностроение. 1969. 887 с.

4. Детали машин. Расчет п конструнроваииз. Под ред. Н. С. Ачеркана. Т. 2. М.: Машиностроение, 1969. 432 с.

5. Кисельников В. Б. Пневматические приводы и аппаратура электросварочного оборудования. Л.; Машниостроенне, 1978. 200 с.

6. Макаров Г. В. Уплотнительные устройства. Л.: Машиностроение, 1973. 232 с.

7. Башта Т. М., Зайчеико И. 3., Ермаков В. В., Хаймович Е. М. Объемные гидравлические приводы. М.: Машиностроение, 1969. 628 с.

8. Френкель М. И. Поршневые компрессоры. Теория, конструкции и основы проектирования. Л.: Машиностроение. 1969. 743 с.



Глава 7

ПНЕВМОЛИНИИ

Пневмолинии предназначены для транспортирования сжатого воздуха в пневматических системах. В состав пневмолинии входят трубопроводы и соединения, обеспечивающие разветвление пневмолинии, присоединение трубопроводов к агрегатам, устройствам и элементам пневматических систем, соединения участков трубопроводов между собой.

7.1. ТРУБОПРОВОДЫ

Выбор типа и материала трубопровода зависит от рабочего давления, температуры и агрессивности окружающей и рабочей сред, вида соединений труб, условий гибки и монтажа, массы и стоимости труб. Трубопроводы могут быть гибки.ми и жесткими. Необходимость в применении гибких трубопроводов возникает в тех случаях, когда нужно подвести сжатый воздух к пневматическим устройствам, закрепленным на узлах и механиз.мах, имеющих относительное перемещение, или поочередно к различным потребителям от одного источника. Гибкие трубопроводы удобнее для монтажа, особенно в труднодоступных местах.

В качестве жестких трубопроводов применяют обычно металлические трубы. Трубы из меди, медных сплавов, латуни и алюминиевых сплавов отличаются высокой гибкостью, удобны для применения на коротких участках со сложными изгибами и при необходимости подгонки в процессе монтажа. Эти преимущества в наибольшей степени проявляются при небольших диаметрах, поэтому такие трубы применяют большей частью до диаметров 20-25 мм. Трубы из цветных металлов не требуют специальных покрытий против коррозии, однако стоимость их достаточно высока. Стальные трубы применяют обычно для больших диаметров. Трубы из углеродистой стали необходимо предохранять от коррозии покрытием цинком, медью и т. д.

В качестве гибких трубопроводов применяют резинотканевые рукава, трубки из синтетических материалов (полиэтилена, поли.хлорвинила и др.), пневматические кабели, содержащие определенное число синтетических трубок. Преимуществом гибких трубопроводов из синтетических материалов является их высокая стойкость против коррозии, небольшая стоимость, малая масса и удобство монтажа.

Расчет трубопроводов. Размер трубопроводов в определенной мере определяет качественные характеристики пневматических систем, особенно в части непроизводительных потерь (потерь давления), быстродействия и т. п.

Трубопроводы следует рассчитывать в такой последовательности: а) определить ориентировочную величину внутреннего размера трубопровода по заданному расходу; б) определить потери давления по длине трубы и потери давления на местных сопротивлениях; в) суммарные потери давления сравнить с допустимыми, при значительном расхождении соответственно изменить диаметр трубы и сделать перерасчет (выбранный диаметр трубопровода корректируют по сортаменту); г) рассчитать (проверить) на прочность.

Внутренний диаметр трубопровода определяют по формуле:

nw р

где Q - расход воздуха; w - скорость воздуха; Ро; р - плотность воздуха соответственно при нормальном атмосферном давлении и при давлении в трубопроводе.

Оптимальная скорость движения воздуха в трубопроводах зависит от многих факторов, в том числе от их размеров и назначения.

В магистральных трубопроводах в зависимости от их протяженности, рабочего давления и расхода воздуха скорость воздуха рекомендуется принимать от 6 до 12 м/с. Для предприятий с относительно малой протяженностью магистральных трубопроводов (до 300 м) при давлении до 0,6-0,7 МПа скорость воздуха допускается принимать выше 10-15 м/с. Величина потерь давления в магистральных трубопроводах при прохождении сжатого воздуха от компрессора до потребителя не должна превышать 5-10% рабочего давления.

Для подводящих трубопроводах, соединяющих элементы пневмопривода, рекомендуемые максимальные скорости движения воздуха составляют 16-40 м/с. Меньшие значения скорости принимают при более высоких рабочих давлениях. Уменьшение скорости воздуха при тех же величинах расходов может привести к увеличению проходных сечений трубопроводов, пневмоаппаратуры и устройств и неоправданному увеличению размеров и массы всей системы. Приближенно потери давления в жестких трубопроводах и в резиновых рукавах можно определить по номограммам (рис. 7.1, 7.2) [4]. Пример пользования номограммой на рис. 7.1 показан штриховой линией. Если расход q = 2 mVmhh, а давление р = 0,4 МПа, то при внутреннем диаметре трубопровода d,. = 19 мм потеря давления составит 0,002 МПа. В правой части номограммы на рис. 7.2 даны потери давления на 1 м длины резиновых руковов при давлении воздуха 0,4 МПа. Левая часть номограммы дает возможность определить потерю давления для рукавов длиной 1-30 м при давлении воздуха 0,1-0,8 МПа. Например, если при давлении 0,4 МПа расход воздуха q = 2 mVmhh, а внутренний диаметр рукава = 19 мм, то потеря давления на 1 м длины рукава составит примерно 0,0018 МПа (см. штриховую линию на рис. 7.2). Перенеся точку, определяющую потерю давления, в левую часть номограммы до вертикальной линии, соответствующей давлению р~ 0,4 МПа, и перемещаясь по наклонной линии, можно определить потерю давления для других условий (для р = 0,6 МПа Ар = = 0,0011 МПа). При длине рукава / = 20 м и давлении 0,7 МПа Ар = 0,02 МПа.

Потери давления на местных сопротивлениях можно приближенно определить по номограмме на рис. 7.1, если пользуясь данными табл. 7.1 заменить каждое из местных сопротивлений длиной трубопровода, эквивалентной ему по сопротивлению.

Таблица 7.1

Длнна трубопроводов, эквивалентная величине местных сопротивлений

Вид местного сопротивления

Длин

а трубопровода (м) прн условном проходе трубопровода, мм

Нормальное ко-

0,35

лено г 4d

Тройник

Задвижка

Вентиль нор-

мальный;

угловой

проходной

12,0



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