Post on 28-Apr-2015
Note de curs. Capitolul 10. Etan��ri
57
10. Etan�area în construc�iile de ma�ini
10.1. Definire. Alegere
Etan�are = un element sau un ansamblu de elemente, integrate sau nu în
construc�iile de ansamblu, a c�ror func�ie este de a împiedica circula�ia de fluide
sau de particule între spa�ii separate.
Clasificare :
- fixe - f�r� garnitur� (1)
- cu garnitur� (2)
Etan��ri - mobile - f�r� contact - Intersti�iu (3)
- Labirint (4)
- Efect centrifugal (5)
- cu contact - radiale - Segmen�i (6)
- Inel profilat �i man�et� (7)
- Presetup� (8)
- axiale - Simple (9)
- Compensate HS
HD
THD
Criterii de alegere
a) Viteza fluidului (v) - orice vitez�: (4), (9), (10)
- v < 14 m/s: (6), (8)
- v < 2…3 m/s: (3), (8)
- v < 1 m/s: (7)
b) Temperatura, oC - nelimitat�: (4)
< 1200-1400: (6), (8), (9), (10)
- medie: (6), (8), (9), (10)
< 40: (6), (8), (9), (10)
Note de curs. Capitolul 10. Etan��ri
58
c) Presiune, MPa < 500-600: (7), (9), (10)
- 0,3-40: (4), (6), (7), (8)
d) Etan�are - Perfect�: (1), (2), (7)
- Satisf�c�toare: (6), (7), (9), (10)
- Slab�: (4)
e) Uzur� - Redus�: (3), (4)
- Moderat�: (6), (8), (9), (10)
- Ridicat�: (7), (8)
10.2. Etan��ri fixe
(1) Etan��ri f�r� garnituri (fig.10.1)– pentru elemente care nu se demonteaz�
sau se demonteaz� foarte rar: - suprafe�e plane
- suprafe�e conice (de preferat)
Presiunea de etan�are : ( ) b050cppp 0e ,+=
p0 = func�ie de mediul de etan�at = 1,5 MPa pentru ap�
=5 MPa pentru abur
c = 1,2…1,5 coeficient
p
b
b p
a) Suprafe�e plane b) Suprafe�e conice Fig.10.1
Note de curs. Capitolul 10. Etan��ri
59
b = element dimensional
For�a de etan�are : eee ApF = Ae = aria de etan�are (m)
(2) Etan��ri cu garnitur�
Materialele pot fi moi sau tari (metalice) – fig.10.2
Se deformeaz�, astfel c� se creaz� presiuni de contact suficient de mari ca
s� depa�easca presiunile fluidului de etansat (fig.10.3).
Calculul for�elor necesare
•) În func�ionare
••) La montaj
•) In func�ionare: F’ = 1,2 Ffluid + Fe + Ft
unde : mpbDpbDF4D
pF efmeefme
2m
fluid π=π=π= ;
în care bef = 0,5 b pentru garnituri netede
0,38b pentru garnituri profilate
0,125b pentru garnituri ovale
Fig.10.2
p
Dm
F
p
pe
b
Fig.10.3
Note de curs. Capitolul 10. Etan��ri
60
m = coeficient : func�ie de materialul garniturii/exemplu:
cauciuc m = 0,5+1,0
azbest m = 0,75-1
cupru m = 4
Ft = for�a determinat� de dilat�ri termice
( ) ggg
ssssgggsssgtgstst AEL
sAEt1AEAEAAF +∆α+=ε+ε=σ+σ=
indicii: s = �urub; g = garnitur�; σts, σtg- tensiunile termice din �urub, respectiv
garnitur�; As, A.g –ariile sectiunii �urubului �i garniturii; Es, Eg – modulele de
elasticitate ale materialelor �urubului �i garniturii;αs – coeficientul de dilatare
liniar� a materialului �urubului; sg = grosimea garniturii; L = lungime �urub
••) În condi�ii de montaj
''' FbDF strivireefm ≤σπ=
în care σstrivire = tensiunea de strivire, dependent� de materialul garniturii:
σstrivire = 3,5 MPa pentru cauciuc
2,8 MPa pentru azbest
90 MPa pentru cupru
Durabilitatea = f (temperatur�)
10.3. Etan��ri mobile
a) F�r� contact
(3) Intersti�ii
10 ani 1 an 10I
Propilen� teflon
400 300 200 toC
0,2.
..0,5
0,2...0,3
Note de curs. Capitolul 10. Etan��ri
61
(4) Labirint
Debit de scop�ri Q = kpa ; k,a = constante, dependente de geometria
labirintului �i caracteristica fluidului
(5) Etan��ri centrifugale
b) Etan��ri cu contact
b1) Radiale – segmen�i (6)
b = (0,75…2) t
D/t = 16 – 24 instala�ii hidraulice
= 25 – 37 compresoare
D/b = 9…13
Radiale – inele profilate �i man�et� (8 fig.10.4)
Recomandari de utilizare
Mansete de etansare STAS 7950-71
p< 3 MPa p ≤ 30 MPa p < 0,1 MPa p< 1,4 MPa
Disc
Forte centrifuge
L
r
3r 2r
dA 1
1 dh
10
r
dA 1
1 dh
10
L
3r 2r
Labirint radial cu canale circulare
Labirint radial cu canaledreptunghiulare
b
t
D
Note de curs. Capitolul 10. Etan��ri
62
v < 10 m/s v ≤ 0,40 m/s v < 7 m/s v < 3,8 m/s
Ra = 1,6 µm (rugozitatea fusului)
Radiale – cu presetup� (8)
b2) Etan��ri cu contacte axiale (9)
Grupa p, MPa v, m/s pv, MPa
m/s
I ≤ 0,1 ≤ 10 ≤ 1
II ≤ 1 ≤ 10 ≤ 5
III ≤ 5 ≤ 20 ≤ 50
Fig.10.2
Inele racloare
Inele din pâsl� Man�ete de rota�ie
Inel O
Note de curs. Capitolul 10. Etan��ri
63
IV > 5 > 20 > 50
Elemente componente:
Materiale :
func�ie de mediu :
- materiale plastice (teflon,
poliamid�, cauciuc)
- materiale ceramice pe faz�
de carbon impregnate cu
materiale plastice
- materiale metalice: aliaje de Ni-O2, oxizi (MgO, Al2O3), carburi
Fiabilitatea etan��rii axiale - asigurarea rezisten�ei mecanice
- asigurarea contactului permanent
- uzur� redus�
- durabilitate
4DD
pF2i
2e
p
−π= - for�a axial� determinat� de fluid (p- presiunea fluidului de
etansat)
Fa – for�a din arc
Fs – for�a determinat� de fluid pe suprafa�a de separa�ie
Ff – for�a de frecare
Fe – for�a de etan�are
� Fe + Fs = Fp + Ff +Farc → pentru dimensionarea pieselor componente.
Pentru presiuni foarte ridicate, ca �i pentru evitarea uzurii prea rapide, se
folosesc unele construc�ii speciale, care realizeaz� o cre�tere a presiunii ps pe
interfa��:
- introducerea prin canale adecvate a unui fluid cu rol de lubrifiant,
portan�� hidrostatic� �i etan�are prin baraj de presiune
p
De
Di
Fe
Fs Fa
Ff
Fp
Carcasa Inel fix Inel alunecator
Sistem de antrenare
Arc
Arbore Etansare
Stift
Note de curs. Capitolul 10. Etan��ri
64
- realizarea unei portan�e hidrodinamice prin practicarea unor canale pe
una dintre suprafe�ele de etan�are care s� determine deforma�ii termice sau
mecanice controlate �i zone de portan�� hidrodinamic� cu grosimi de film
variabile
Bibliografie
1. Cristea V. – Etan��ri, Edit. Tehnic�, Bucure�ti 1973
2. Gafi�anu M.�.a. - Organe de ma�ini. Edit.Tehnic�, Bucure�ti,1981 �i
1983;
3. Pavelescu D. �.a. - Organe de ma�ini. Edit. Didactic� �i Pedagogic�,
Bucure�ti, 1985;
4. Draghici I etc. – Îndrumar de proiectare în construc�ia de ma�ini,
Editura Tehnic�, Bucure�ti, 1982
?? Intreb�ri recapitulative
1) Pentru alegerea unui sistem de etan�are eficient trebuie s� se �in�
seama de:
a) viteza fluidului;
b) temperatur�;
c) presiune;
d) calitatea suprafe�elor
e) calitatea lubrifiantului.
2) Etan�area organelor de rezemare a arborilor transmisiilor mecanice
are în vedere:
a) etan�area interioar� pentru men�inerea lubrifiantului în zona de
ungere;
b) evitarea p�trunderii din exterior a unor impurit��i;
c) atât etan�area interioar� cât �i evitarea p�trunderii din exterior a unor
impurit��i.