Формулы для определения сил трения. Допустимый расход воздуха и потери давления на прямых участках пневмопровода. Потери давления в местных сопротивлениях пневмопроводов (Таблицы)

Место потерь  на трение

Формула для определения

сил трения в Н

Обозначение в формуле, значение коэффициента

трения, единицы  измерения, особенности применения

Уплотнение поршня и  

    штока манжетами

Поршень:

      N_Т.М.= p×m×р_пит×D×h

 Шток:

      N_Т.М.= p×m×р_пит×d×h

 m- коэффициент трения; для кожи  μ = 0,06 ¸ 0,105; для резины μ = 0,10 ¸ 0,20;

 D - диаметр поршня, мм;

 d  - диаметр штока, мм;

 h  - высота активной части манжеты, мм; по ГОСТ 66 –72, при D < 32 мм –
      h = 1.5 мм, при 32 < D < 200 мм – h = 2 мм; D> 200 мм – h =2,75 мм;

      при d < 14 мм  –  h =1,5 мм; при d  >  14 мм  –  h = 2,00 мм.

Уплотнение поршня  

 поршневыми кольцами

  N_Т.М.=p×m×в×D×(n×р₁+р_пит)

 в  - ширина кольца, мм, ширина кольца обычно принимается в пределах 2 ¸ 5
        мм;

 n  - число колец (выбор числа колец зависит от величины давления  питания,   
       обычно принимается n = 1 ¸ 3, большее число выбирается при большем
       давлении питания);

 р₁ - давление кольца на стенку цилиндра, МПа (ориентировочно р₁ = 0,09 МПа);

m- коэффициент трения; для бронзовых и чугунных колец   со   смазкой    m = 0,07 ¸ 0,15; без смазки m = 0,20 ¸ 0,35;

 применяется для уплотнения поршня при высокой температуре среды.

Уплотнение штока

 сальниковой набивкой

 N_Т.М.= 0,25m×d×р_пит×(а+в)

 m  - коэффициент  трения;  для  мягких  набивок пропитанных  смазкой, m = 0,2;

  в – ширина сальников набивки штоковой поверхности, мм;

  а – ширина   сальниковой   набивки   гильзовой поверхности, мм; величину а
         принимают обычно (5 ¸ 8 ) s;  

  d – диаметр штока, мм;

  s – данная величина определяется из соотношения, s = 1,5 √ d ¸ 2,5 √ d (данная
        величина должна быть не меньше 3 – 4 мм, но не более 30 мм);

  α – угол конуса штоковой поверхности сальниковой набивки, обычно
         принимается 45 – 60⁰ .

  Величины а и s выбирают большими для больших значений давления питания и  
  скорости перемещения выходного штока пневмодвигателя.

Уплотнение поршня и штока круглыми резиновыми кольцами

Поршень

 N_Т.М.= p×m×р₂×в×n×D

   Шток

 N_Т.М.= p×m×р₂×в×n×d

  р₂ – радиальное   давление   кольца,   МПа

         (ориентировочно р₂ = 0,7 МПа);

 m  - коэффициент трения: m = 0,10 ¸ 0,20;

 в  - высота кольца, мм

Шток – направляющая втулка

 N_Т.М.= m×(а₁ / l₁ )×N_пор

   l₁   - длина втулки, мм, длина втулки выбирается в диапазоне 10 120 мм и
          зависит от диаметра цилиндра;

   а₁   - максимально    возможный   зазор   между штоком и втулкой, мм,
          а = 0,01 ¸ 0,05 мм;

   N_пор- приближенное значение усилия, развиваемого поршнем, Н;

    m - коэффициент трения:  для материала  сталь-чугун, сталь-бронза;

         со смазкой m = 0,07 ¸ 0,15; без смазки m = 0,20 ¸ 0,30.

Учитывается и применяется при наличии боковой нагрузки на поршень.

D_У , мм

F_У , см²

Q  в  м³/мин  при р_пит в  МПа

Dр₁, в МПа, на длине 10 м

пневмопроводов

0,1

0,16

0,25

0,4

0,63

1,0

металлического

резинового

6

0,283

-

0,16

0,18

0,255

0,28

0,36

0,06 - 0,1

0,04 - 0,07

8

0,502

0,20

0,25

0,28

0,36

0,40

0,50

0,05 - 0,06

0,03 - 0,05

10

0,785

0,32

0,40

0,45

0,50

0,63

0,80

0,04 - 0,05

0,025 - 0,04

12

1,130

0,50

0,56

0,71

0,80

1,00

1,12

0,035 - 0,045

0,020 - 0,035

16

2,010

0,80

0,90

1,12

1,25

1,60

1,80

0,025 - 0,035

0,018 - 0,030

20

3,140

1,25

1,60

1,80

2,00

2,50

3,20

0,020 - 0,025

0,015 - 0,025

25

4,906

2,00

2,50

2,80

3,20

4,00

5,00

0,018 - 0,022

0,012 - 0,020

32

8,038

3,55

4,00

5,00

5,60

7,10

8,00

0,010 - 0,015

0,010 - 0,015

40

12,560

5,00

6,30

7,10

9,00

10,00

12,50

0,007 - 0,010

0,007 - 0,010

50

19,625

9,00

10,00

12,50

14,00

16,00

20,00

0,006 - 0,008

0,006 - 0,008

        Примечание.    Большее   значение  Dр₁  соответствует   большему   значению  Q.

Вид  местного сопротивления

Dр₂  в  МПа,  для D_У  в мм

6

8

10

12

16

20

25

32

Вентиль угловой:

Вентиль проходной

0,014

0,024

0,013

0,019

0,013

0,018

0,012

0,018

0,012

0,015

0,011

0,014

0,010

0,012

0,008

0,010

Маслораспылитель

однократного распыления

0,016- 0,032

0,011- 0,022

0,013- 0,026

0,012- 0,024

0,012- 0,024

0,008- 0,010

0,006- 0,012

0,012- 0,017

двукратного распыления

0,012- 0,024

0,008- 0,022

0,009- 0,026

0,012- 0,032

0,012- 0,027

0,012- 0,030

0,016- 0,028

-

Обратный клапан

0,032- 0,096

0,027- 0,082

0,030- 0,090

0,040- 0,100

0,036- 0,096

0,038- 0,100

0,040- 0,080

-

Распределитель:

  двухлинейный

0,020- 0,024

0,017- 0,019

0,016- 0,017

0,012- 0,016

0,012- 0,015

0,012- 0,015

0,012- 0,016

0,010- 0,012

  трех- и четырехлинейные

0,036

0,022- 0,027

0,025

0,020- 0,024

0,021- 0,027

0,025- 0,030

0,024- 0,028

-

Клапан быстрого выхлопа

0,008- 0,016

0,005- 0,011

0,007- 0,011

0,008- 0,012

0,008- 0,012

0,008- 0,015

0,006- 0,016

-

Поворот

на 45°

0,002

0,001

0,001

0,001

0,001

0,001

0,001

0,001

на 90°

0,003

0,003

0,003

0,003

0,003

0,002

0,002

0,002

на 135°

0,003

0,003

0,003

0,004

0,003

0,003

0,003

0,003

   Примечание.  Верхние пределы значений Dр₂ для u₂=7 м/с, нижние - для u₂ свыше 7 м/с