自锥面密封的轴力计算方法与应用.docx
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自锥面密封的轴力计算方法与应用
锥面密封的轴力计算方法与应用
吴启保,胡青春,邵明
摘要:
本文从分析带有锥角差的锥面过盈配合的弹性变形入手,推导了接触宽度l与最大半径过盈量δmax之间的关系,给出了为保证接触宽度和接触压强而 应施加轴向力大小的计算方法。
根据本方法计算出吹瓶机上锥面密封所需的轴向力,实际应用证明了该方法的正确性。
ﻫ 关键词:
弹性变形;锥面密封;轴力计算
中图分类号:
TH137.8ﻫ 文献标识码:
Bﻫ 文章编号:
1001-3881(1999)05-42-04
1 引言
目前,在高压场合使用锥面密封相当普遍,这种密封所用的锥体是重要的密封元件,锥体出色地体现了线接触原理,以最小的接触力形成密封。
但由于缺少完整的设计资料,给实际应 用带来一定的困难。
根据有关资料介绍[1],采用这种型式的密封,最适宜的锥面角度为60°,且两配合表面应具有2°~3°的锥角差,以能得到接近线接触的小面积的接触。
为达到密封要求,根据经验,最小接触面宽度不得小于1.5~2.5mm,密封结合处的表面光洁度需达到Ra0.4并需保证接触面处有一定的比压值。
对于不同材料,不同锥角,为 使接触面处达到一定的接触宽度和比压值所需加的轴向力大小是不一样的,准确计算出锥面密封应施加轴向力大小,对锥面密封的设计和应用是十分重要的。
本文提出 了一种该轴向力的计算方法,并介绍成功应用该方法设计制作锥面密封的工程实例。
2 主要参数的符号、意义及其取值ﻫ 图1为锥面密封结构图。
图1
下面将计算过程中主要参数的符号、意义整理成表1所示。
表1主要参数的符号及计算公式
符号
意 义
计算公式或取值依据
d0
被包容件内径
结构参数d0=12mm
d1
配合直径
结构参数d1=27mm
d2
包容件外径
结构参数d2=40mm
θi
被包容件外径
结构参数θi=59
θa
包容件的锥角
结构参数θa=61
qi
被包容件的直径比
q1=dfo/df1=d0/d1
qa
包容件的直径比
qa=df1/df2=d1/d2
Ci
被包容件的拉美系数
Ci=(1+q2i)/(1-q2i)-γi
Ca
包容件的拉美参数
Ca=(1+q2a)/(1-q2a)+γa
γi
被包容件的泊松比系数
钢 γi=0.25~0.35
γa
包容件的泊松比系数
铝合金γa=0.33
Ei
被包容件的弹性模量
钢 Ei=1.9~2.2×105MPa
Ea
包容性的弹性模量
铝合金Ea=0.65~0.75×105MPa
μ
包容件与被包容件间摩擦系数
对于钢与铝合金μ= 0.02~0.08
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- 关 键 词:
- 锥面 密封 计算方法 应用