Уплотнительные устройства - Макаров Г.В.
Скачать (прямая ссылка):
i<—<1,1.
р
Для надежной работы уплотнительных колец большое значение имеют величина обжатия k уплотнительного кольца при сборке и величина радиального зазора между цилиндром и штоком s.
15
Во избежание выдавливания и затягивания резинового кольца в зазор последний должен быть небольшим.
При наличии значительного разогрева в зоне расположения уплотнений, особенно при применении бронзовых поршневых втулок, во избежание заклинивания их в цилиндрах при движении должна производиться соответствующая проверка.
Диаметральные размеры гнезда под кольцо должны выдерживаться по возможности точно.
Величина обжатия кольца при сборке определяется требованиями герметичности соединения и долговечности уплотнения. Для повышения герметичности целесообразно увеличивать натяг, особенно для работы в условиях отрицательных температур.
Обычно принимают для подвижных соединений относительный k
натяг -J- ^ 0,10-=-0,20, при отрицательных температурах—до 0,30.
Для неподвижных соединений натяг можно увеличивать до -J- = 0,15+0,25.
Во избежание заполнения канавки при обжатии кольца и набухании его в масле принимают
где S1—площадь поперечного сечения канавки; S2 — площадь поперечного сечения кольца.
Размеры резиновых колец в рабочей жидкости могут уменьшаться вследствие вымывания пластификаторов, поэтому целесообразно перед сборкой выдерживать кольца несколько дней в рабочей жидкости при нормальной температуре, а затем произвести обмеры их.
Для уменьшения выдавливания колец в зазоры радиусы закругления наружных углов канавок должны быть минимальными, например, г ^ 0,02ч-0,04 мм, материалы цилиндра и поршня должны быть разными и так подобраны, чтобы не вызывать задира цилиндра.
Разрушение уплотнительных колец наступает в результате выдавливания кольца в зазор между цилиндром и поршнем (или между цилиндром и штоком) и выщипывания части кольца в связи с переменой знака у силы трения, вызывающей переменные напряжения сжатия и растяжения в этом объеме резины.
В результате повреждения и местного защемления резины при перекосе штбка кольцо иногда разрывается и наступает прорыв рабочей жидкости. Выдавливание кольца возрастает с увеличением зазора (особенно для поршней большого диаметра).
При длительной работе также имеют место незначительный износ кольца и уменьшение натяга.
Для уменьшения силы трения при движении и увеличения долговечности применяют канавки с наклоном рабочих стенок
16
(рис. 3, а). Угол наклона равен 45° для давлений до 150 кг/см2 и 24°—для давлений выше 150 кгс/см2. Недостаток — сложность изготовления таких канавок.
В последнее время применяют также кольца Х-образного поперечного сечения (рис. 3, б), которые не подвержены спиральному скручиванию. Они обеспечивают более надежную герметизацию
Рис. 3. Разновидности уплотнительных колец и канавок
при меньшем обжатии кольца. Такое кольцо может ставиться в обычную канавку для колец с круглым поперечным сечением. Сопротивление началу движения меньше, чем у колец с круглым сечением.
Х-образные кольца являются промежуточными между манжетой и кольцом, устанавливаемыми с натягом.
Установка колец прямоугольного сечения с подводом жидкости в канавку для лучшего поджатия кольца к уплотняемой поверхности приведена на рис. 3, в.
Комбинированные кольцевые уплотнения
Существенными недостатками применяемых резиновых уплотнений являются: прилипание резины к сопряженным металлическим поверхностям в состоянии покоя, значительные силы трения при страгивании штоков с места, выдавливание резины в зазоры. Эти недостатки значительно ослаблены в комбинированных кольцевых
уплотнениях, в которых используются резиновые уплотнительные кольца в сочетании с рабочими кольцами из пластмассы, обладающей
нужными свойствами (рис. 4).
В таких уплотнениях трение
уменьшается до минимума, увеличивается их долговечность и повышаются пределы колебаний допускаемой температуры рабочей жидкости. С уменьшением силы трения уменьшается потребная мощность привода, а также количество тепла, выделяемого в агрегате.
Согласно данным, приведенным в работе [92], подобные конструкции уплотнений успешно применяются при давлениях от 0 до 350 кгс/см2 и температурах от —80 до +250° С.
4. Комбинированное кольцевое уплотнение поршня и штока:
1 — пластмассовое кольцо; 2 — резиновое кольцо
17
В качестве материала рабочего кольца применяется фторопласт, обладающий малым коэффициентом трения. Резина должна поджимать фторопласт к поверхности скольжения. Эффективность уплотнения зависит от принятого соотношения размеров пластмассового и резинового колец. При выборе резины следует учитывать ее твердость, рабочую жидкость и температуру жидкости.
7. МАНЖЕТНЫЕ УПЛОТНЕНИЯ
Резиновые манжеты по сравнению с резиновыми уплотнительными кольцами допускают применение более^высоких давлений, имеют меньшую утечку жидкости при работе и большую долговеч-
а) Ю
ке; б — шевронные манжеты (ГОСТ 9041—59) в сборке; в — однолопастные манжеты в сборке:
