Расчет герметичности резиновых уплотнений

Расчёт проведём для соединения, где, предположительно, поток газонатекания через уплотнение будет самым большим: D_у=400 мм.

Расчёт проводимости производится по формуле:

, где

Т=523 К – температура [К],

М=29 г/моль – молярная масса воздуха,

d_ср=(400+412)/2=406 мм – средний диаметр резинового кольца,

a=d_П(2ε+0.15) – ширина контакта прокладки с фланцем [мм], где

d_П = 5 мм– диаметр толщины резинового кольца,

ε – степень деформации прокладки, примем ε=20%, тогда

a=5(2∙0.2+0.15)=2.75 мм,

Ra=3.2∙10^-6 м– параметр шероховатости,

ΔР=Р_атм–Р_в перепад давления в системе атмосфера-вакуум.

ΔР=5·10⁵ –Па.

P_Д = 1.25 ε E– давление, оказываемое на прокладку со стороны фланцев,

где E=20 МПа – модуль упругости резины,

P_Д = 1.25∙0.2∙20∙10⁶=5∙10⁶ Па,

R_У=0.04…0.05∙Е=9∙10⁵ Па – коэффициент уплотнения, тогда

= м³∙Па/с

Поток натекания через герметичные резиновые уплотнения достаточно мал, посравнению с основным потоком, так что его можно не учитывать.

Рассчитаем теперь поток натекания через уплотнение фланцев с меньшей шероховатостью: Ra=1.6∙10^-6 м. Из формулы видно, что Q_Н пропорционален Ra в квадрате, следовательно, если необходимо уменьшить поток, надо использовать более гладкие фланцы.

Заключение

В курсовом проекте была разработана вакуумная система установки электронной литографии. Насосы выбирались по эффективной быстроте откачки камеры с запасом. Откачная система позволяет откачивать вакуумную камеру до рабочего давления Р_р = 5·10^-5 Па за 3 минут 10 секунд (теоретическое время откачки). Все составляющие элементы системы выбирались с большим запасом, что говорит о высокой надежности. Был выполнен проверочный расчет, который подтвердил правильность выбора насоса, толщины стенок камеры и уплотнений.

Список использованной литературы

1. Деулин Е.А. Расчет вакуумных систем технологического оборудования: Методические указания для выполнения домашнего задания по курсу "Основы вакуумной технологии". – электронная версия

2. Курс лекций по ОВТ - МГТУ им. Н.Э.Баумана Мосвка 2002г. Автор – Деулин Е.А.

3. «Вакуумная техника: Справочник» /под общей Редакцией Е. С. Фролова, В. Е. Минайчева, - М.: Машиностроение, 1985. –360 с.

4. Пипко А. И., Плисковский В. Я., Пенчко Е. А. «Конструирование и расчет вакуумных систем». М.: «Энергия», 1970. –504 с.

6. Дунаев П.Ф., Леликов О.П. конструирование узлов и деталей машин: Учебное пособие для техн. Спец. Вузов. - 6-е изд., исп. - М.: Высш.шк., 2000. - 447 с., ил.

25