» » О герметичности серых чугунов
25.12.2014

В задачу работы входило совершенствовать методы измерения и расчета герметичности для конкретных условий работы деталей из серого чугуна.
При разработке этой гидравлической теории серый чугун рассматривался как пористое тело, состоящее из металлической основы и большого количества изолированных друг от друга графитных включений и пор. Если какая-либо стенка из такого чугуна ограничивает находящуюся под высоким давлением жидкость, то последняя может проникать в его поры и заполнять их объем. В процессе заполнения пор давление в них повышается и может вызвать в металлической основе чугуна напряжения, превосходящие предел прочности, в результате чего произойдет ее разрушение и образуются новые каналы и пути, по которым жидкость пойдет к ближайшим соседним порам. Так, переходя от одних пор к другим, жидкость постепенно проникает через стенку чугуна.
Способность чугуна сопротивляться проникновению через него жидкости или газов, находящихся под высоким давлением, принято называть герметичностью.
Исследования позволили установить количественную связь между герметичностью серых чугунов и основными ее определяющими факторами. Эта связь представляется в виде уравнения
О герметичности серых чугунов

где р — критическое давление, кг/см2; ω — рабочая площадь образца, см2; t время просачивания, час, Q — количество просочившейся жидкости, см3; η — вязкость, °Е.
Обозначив количество просочившейся жидкости в см3, давление в кг/см2, рабочую площадь образца в см2, получим размерность герметичности в кг*час/см3*°Е. Единица герметичности обозначается буквами ЕГ и является характеристикой плотности материала, при которой за 1 час через стенку площадью 1 см2 просачивается 1 см3 дистиллированной воды, находящейся под давлением 1 кг/см2. Так как единица герметичности является очень малой величиной, то в дальнейшем ее целесообразно измерять в кЕГ и мЕГ (1 кЕГ = 1000 ЕГ; 1 мЕГ = 1000000 ЕГ).
Приведенные положения проверялись на специальном приборе-герметометре (рис. 1, а), предназначенном для количественного измерения герметичности чугуна.
О герметичности серых чугунов

При определении герметичности чугуна основной рабочей жидкостью являлся керосин. Максимальное давление керосина в этом приборе достигало 450 атм.
Образцы для испытаний вырезались из технологических проб и отливок.
Установленные на герметометре образцы (рис. 1, б) из серого чугуна испытывались при высоком одностороннем давлении жидкости. При испытаниях измерялось давление, рабочая площадь образца, количество просочившейся через него жидкости и время просачивания. Полученные опытные данные позволили по формуле (1) количественно определить герметичность чугуна.
Установлена зависимость герметичности серого чугуна от толщины стенки отливки, которая представлена уравнением
О герметичности серых чугунов

где G — герметичность чугунов, кЕГ; δ — толщина стенок чугуна, см; G0 — удельная герметичность чугуна.
Герметичность серых чугунов в значительной степени зависит от характера напряжений в отливках.
Схема определения герметичности образцов, испытываемых напряжения сжатия и растяжения, представлена на рис. 2.
Исследования показали следующие результаты: образец в положении а имеет герметичность 9200 кЕГ; в положении б — 6,5 кЕГ, нормальный плоский образец — 270 кЕГ.
Из полученных данных видно, что наименьшей герметичностью обладают образцы, испытывающие напряжения растяжения. Это необходимо учитывать при проектировании и исследовании работы деталей гидравлических устройств.
О герметичности серых чугунов