计算表明,环及环座的配合已出现间隙;无法传递扭矩。由 此可见,热装式密封环失效的根本原因有二;一是过盈值 小,二是环座材料选择不当,线膨胀系数太大。 34.热装式蜜封环确定过盈值的原则是什么? 确定过盈值应遵循的原则是: 1)从传递扭矩的角度考虑过盈值应当足够大,工作条 件下(主要是温度)在环和环座界面上产生的摩擦阻力矩 大于密封端面之间的摩擦力矩。 2)从环的变形和强度角度考虑过盈值不可过大,因过 盈而产生的对环的挤压应力尽量小,这样才能使环的变形 小,也不会破裂。 综合考虑,在满足环和座传递扭矩的情况下,取最小的 过盈值。 35,怎排确定蠱装式密封环的过盈值? 由于环座材料的线膨胀系数大于环的膨胀系数,随着温 度的升高,原有过盈值将逐渐减小,当升到某一温度时,过 盈值减小到零,密封环的可靠性丧失。以此为基点,反算出 室温下的过盈值。 工作温度下环的膨胀值 △d1=d1a1(t1-fa) 工作温度下环座的膨胀值 △d2=d2a2(t2-扌) 式中符号意义同前。 由图26可知,室温下的过盈值e为 a=△d2-△d4
环 图26环热装示意图 虚线为工作温度下的位置 d2a2(f2-t0) 取d2=dt、t2=t1=t;此处为泵送介质温度。室温下环和 环座的过盈值 实际工作中,环和环座的温度是不同的,但差别不大。 又于密封籟处大多泵中有冷却水套,所以介质温度高于t1 和t2,因此用上式计算的过盈值是偏于安全可靠的。 例如:当环座材料为3Cx3,环材料为YG6,工作温度 为300℃时:其过盈值 115-45)×10-×(300-20)d 1.96×10-8d 我们再回顾一下问答33中谈到的250℃的热油泵,其环和环 座的过盈值应为0.00196d1=0.00196×57.1=0,11mm。从 制造厂购进的密封环过盈值仅0,04m,并且环座树料是 1cr18Ni9,其线膨胀系数比C13大13,使用中出现松脱是 不可避免的
为了记忆方便,对环是YG6(YG8)环座用8r13, 用温度在00以下的情形,其过盈值可取(18~20)x 36.环座的加热温度怎样高定? 过盈值确定后,热装时环座的加热温度不难得出。对于 环座加热的影胀量应大于等于过盈值e g=d1g2(2-5) d a 式中t加热温度。 例如:对于3Cr1对YG6时e取0.00d1 a2=11.5×10-6,取t=20℃ 得·a×1.5×10-6+20=194 为了使热装工作顺利进行,考虑到环座从加热炉中取出 时会迅速冷却,所以实际加热温度比用上式计算的温度高 80~100℃,即280~300℃ 37.熱装式密封环怎棒进行操作? 1)检查环和环座的配合尺寸,过盈值是否符合要求。 2)将环和环盛清洗干净,无毛癣和其他影响装配的 因素。 3)准备好必要的工具和设备。如马弗炉、钩子、克丝 钳等。 4)凫将马弗炉升温到30℃,恒器10分钟左右:待炉膛 温度稳定。 2
5)将环座放入炉内,此时温度下降,当温度回升到 300℃时,恒温5~10分钟。 6)用钩子将环座钩出后,迅速将环自由放入环座中(如 果放不进去,不可敲打),待其自然冷却 注意;①热装工作在室内完成; ②不可将环座波入炉中随炉一同升温,这会使环在炉中时间太长 氧化加剧 38.热装式密封环怎样进行强度校核? 前边从传递扭矩和密封性的角度得出了环与环座的过盈 值,对此还要进行强度校核。对于环来讲,大都是脆性材料 (例如硬质合金和石墨等),承受的是挤压应力,在该应力 作用下,不就断裂和产生较大的变形。 环中产生的将压应力为 Tt=2P K 式中Pm一过盈界面上产的接触应力 式中K1系数。 K 式中C—系数(下一节谈) 界面直径 强度校核应满足
式中σ材料的属服极限; 安全系数 对一般的强度校核,安全系数7=18~2。环是脆性材 料:考虑到密封端上存在温 度差和不允许有较大变形的具 体条件;安全系数取4。也可 校对其变形量。通常规定脆性 材料的应变值为0.2%时的载 荷为屈服限。因此,实际工作 中只校核其相对应变值。即允 许相对应变量为0.05%。 相对应变量 图27强度校核形图 2PK2 ELE 式中E:为环的弹性模量。 39.请举一个强度校核的计算实例? 强度校核不容忽视,在“问答33”中提到的密封环过盈 值仅0.04mm,工作温度下松脱,于是将过盈值增大到 020mm,结果在8个密封环中,热装后就有一个碳化钨环 断裂,另一个运转不久也断裂,其余几个表面变形也较大 这说明不能只考虑过盈值大一点好,还要全面考虑。 我们以上述密封环为实例进行核算。已知环座材料为 3Cr13,环材料为YG6。其尺寸参见图27,环座外径d2= 645m阻,界面直径dm=57.1mm,环内径dk=46mm,环座 材料的弹性模量E2=2.02》×1044Pa 波桑比42=0,3