Сальники устанавливают в крышках парового цилиндра, через ко­торые проходит поршневой шток, для предотвращения утечек пара.

Требования, предъявляемые к материалу и способу изготовления сальника, сводятся к тому, чтобы сальник обеспечивал достаточную плотность и чтобы кольца сальника и шток подвергались минимальному износу.

Сальник, применяемый в паровой машине локомобиля П-25 (фиг. 177), состоит из бронзовой втулки (грундбуксы), набивки и чугунного на­жимного стакана.

Набивка для сальников применяется либо мягкая асбестовая, либо из металлических колец (из чугуна или специальных сплавов). При ра­боте перегретым паром принимают металлическую набивку сальников.

Для набивки поршневых сальников цилиндра локомобиля П-25 при­меняются кольца, спрессованные из стружки состава: свинца 97,5%, сурьмы 1,5% и олова 1%.

Наружный диаметр набивки dHa6 определяют по следующей формуле: dнаб = dm - f - 2SHa6 ММ, (414}

где dm — диаметр штока в мм;

sHa6 — толщина набивки (радиальная) в мм.

Толщина набивки принимается равной

sHa6 = (0,65-г-0,8)]/ dm мм; (415)

длина набивки h > dHa6* длина втулки h' = (0,5 - і - 1) dm,

§ 28. ПОРШЕНЬ

Конструкция поршня, применяемая в паровых машинах локомобилей, представлена на фиг. 178. Это литой пустотелый поршень, снабженный тремя выходящими в отверстие втулки окнами для очистки внутренней полости поршня от земли. Поршень отливается из серого чугуна марок СЧ 18-36—СЧ 24-44.

Чтобы при нагревании не получилось заклинивания поршня, диаметр его берется меньше диаметра цилиндра на — D, где D—диаметр ци­линдра. Разница диаметров цилиндра и поршня не должна быть меньше 0,5 мм.

Ширина поршня В берется в зависимости от величины диаметра цилиндра, т. е.

В = (0,35^-0,45)£>. (416)

Толщина стенок поршня устанавливается по технологическим сообра­жениям, и затем производится его поверочный расчет.

Применяемый приближенный метод расчета предполагает, что пор­шень защемлен по своему диаметральному сечению и каждая его поло­вина равномерно нагружается давлением пара, которое вызывает напря­жения изгиба.

Опасным сечением будет диаметральное сечение, по которому пор­шень защемлен. Расчетный изгибающий момент выражается произведе­нием силы давления пара (на половину поршня) на расстояние между центром тяжести половины площади круга и центром окружности. Это» расстояние равно

1 = 2£ = 0,2122D см.

Величина силы давления пара на поршень находится по следующему уравнению:

P=zPiJ1-^- кг> (417)

тогда изгибающий момент в опасном диаметральном сечении поршня будет равен

М = 0,5Я • I = 0,5P0,2122D

и окончательно

= 0,1061Я-D кгсм. (418)

Напряжение изгиба в диаметральном сечении будет равно

°и = % кг/см2, (419)

где W—момент сопротивления диаметрального сечения поршня в см3.

Допускаемые напряжения изгиба в диаметральном сечении чугунного поршня не должны превосходить Ru — 300 400 кг/см2. Рассчитаем

поршень машины локомобиля марки П-25, для которого: 1) диаметр цилиндра D = 14 см, 2) давление пара, поступающего в машину, р = = 13 кг/см2, 3) диаметральное сечение поршня представлено на фиг. 178.

Давление пара на поршень по формуле (417) составляет

/> = /?! ^ = 13^-^:2000 кг.

Изгибающий момент в опасном сечении по уравнению (418) имеет значение

Л1 = 0,1061Я*1) = 0,1061-2000-14 = 2971 кгсм.

Ширина поршня по формуле (416) равна

В = 0,42D = 0,42 • 14 = 5,88 ^ 5,9 см.

Для определения положения центра тяжести сечения и момеита инерции его площади разделим сечение на ряд элементарных площадок в виде прямоугольников и треугольников. Для подсчета выбрано сече­ние, проходящее через отверстие во втулке поршня.

Таблица ЗЬ

Подсчет величин площадок, ординат центра тяжести и моментов
инерции для диаметрального сечения поршня

К элемента площади по фиг. 178	Основание элемента Ь в сч	Высота элемента h в С АС	Площадь элемента/ в смУ	Расстояние между центром тяжести эле­мента и осью абсцисс у в см	Формула для определения момента инер­ции	Момент инер­ции элемента площади I в см*
і	0,5	0,85	0,425	0,4			0,02559
2	0,5	0,9	0,45	2,2			0,03037
3	0,5	0,9	0,45	4,0		№	0,03037
4	0,5	0,85	0,425	5,5		~Го~	0,02559
5	1,1	5,9	6,49	2,95			18,8264
6	34	0,95	3,23	0,43			0,24301
7	2,7	0,9	2,43	5,4			0,16403
8	0,3	0,3	0,045	5,0	і	0,0002
9	0,3	0,3	0,045	1,0	[ Mt3	0,0002
10	2,3	и	1,14	1,2	1 Зь	0,08503
11	2,2	1,1	1,21	4,75	J	0,08133
12	1,3	0,4	0,52	5,3		0,00693
13	0,35	1,1	0,385	4,5		0,03882
14	0,4	1,1	0,44	1,45	1 ^	0,04436
15	0,6	0,1	0,06	0.8		0.00005

В табл. 38 приведены подсчеты, относящиеся только к одной поло­вине сечения поршня, поэтому в дальнейших подсчетах величины пло­щадей и моментов инерции должны быть удвоены.

Положение центра тяжести сечения определяется по уравнению

Индекс отмечает принадлежность величин f и у к элементарной площадке с порядковым номером і.

Для нашего примера уравнение перепишется следующим образом:

Расстояние центра тяжести сечения до другого края поршня нахо­дится по равенству:

е2 = В — ег = 5,9 — 2,93 = 2,97 см.

Момент инерции площади сечения поршня относительно оси, про­ходящей через центр тяжести сечения, определяется суммой моментов инерции отдельных площадок относительно той же оси, Т. е.:

'= 2 ['/+/,(^--Уі)*] см‘К

Для разбираемого примера получим значение момента инерции всего сечения, равное

і I h + Л (еі. Уі)2 + U + /2 (еі — У ъ)2 +•■• + + ^15 ~h Л; (ел—Уїв)2} 2 = 73,97-2 = 147,94 г. и*,

и моментов сопротивления

^ 147,94 2,93

Величина максимального напряжения изгиба по формуле (419) равна

Результаты подсчетов показывают, что напряжения в поршне значи­тельно меньше допускаемых.