Розанов Л.Н. Вакуумная техника 1990, страница 52

° а е аайй» »' »»»»» $ » 32 » о»ой..» ян«йнн й 1 зй.-.1» е» ов» ' "~де. З«»З» ю о!» на» ! сне»„ в,з» «оо» нйс». о 1с» н )„ь«м В в »й ой» 1 ° вюю !» З» З,ва ь »»н »З 1» нь,»»» айн» в Рис. 1126. Схемы вводов ка чательного движения в ва куум' а — »в»бренный, б — енньфонный Сильфон можно рассматривать как пружину с жесткостью !2 2,58Р»(1+ 0,))зг )й ' ' 111.14) Л а (Рн — Рв)з где Я вЂ” сила упругости сильфона; ),— упругий ход сильфона; 0н и О, — наружный и внутренний диаметры сильфона, мм; 1 в шаг гофр, мм) б — толщина стенки сильфона, мм; л — число гофр; Е— модуль упругости материала сильфона.

Для полутомпака Л80 модуль упругости Е=116 000 МПа, а для стали 12Х18Н10Т— 202000 МПа. Наибольшее влияние на жесткость сильфона оказывают разность наружного и внутреннего диаметров и толщина 28'! том для тонкои фторопластовои втул ки толщина стенки которои 0 5 мм Через такой ввод можно передавать поступательное перемещение с большой величиной хода, но с малой скоростью — не более 0,1 и/с. Уплотнение с резиновыми манжетами (рис. 11.25, е) состоит нз шток) 1, а) зажимной гайки 2, металлических шайб 8 и 8, резиновых манжет 4 и 7, масленки 5, маслораспределнтельного кольца б, стенки вакуумной камеры 9, корпуса !О, подшипника скольжения 1/, шпонкн 12.

Уплотнение для ввода поступательного движения в высокий и сверхвысокий вакуум !рис. 11.25, г) изготавливается полностью из металла и может а быть прогрето с целью обезгаживания б) до 450...500'С. Оно состоит из штока 1, шпонки 2, корпуса 8, сильфона 4, головки 5, штифта б. Сильфон 4 из нержавеющей стали приваривается к головке Б и корпусу 8 электронно-лучевой илн аргоподуговой сваркой. Схемы вводов качательного движения в вакуум, показанные на рис. 11.26, имеют угол качания а в мембранных вводах не более 10', а в сильфонных — 30'. Для получения больших углов качания необходимы ускорительные передачи нли вводы вращательного движения.

Возможно применение поступательных вводов с последующим преобразованием поступательного движения в качательное. При определении работоспособности вводов вращения, поступательного и качательного движений наибольшую трудность представляет расчет сильфонов. стенки. Жесткость сильфоиов следует учитывать при расчете точных н слабонагруженных механизмов.

Расчет на прочность сильфонов можно вести, используя расчетную схему, в которой ю ' сильфон рассматривается как система кольцевых пластин, попеременно связанных по внешнему и внутреннему контурам. На рис. 11.27 показаны две основные схемы деформации сильфонов во вводах движения в вакуум. Осевая деформация снльфонов используется во вводах поступаб) тельного движения, а изгибная — во вводах вращательного движения.

Рис. !!.27. Схемы де- При осевой деформации снльфонов по формзпии сильфоиов: схеме рис. 11.27,а на величину Ь возникают а — осевая; б — нзгнбная Наиряжеиня 4ЬЕзКз (11.15) )з~л ( ! — зсз) где — коэффициент Пуассона; Кз — постоянный коэффициент, за)! висящий от а=)х Ф . Для контуров сильфона: наружного аз — ! — 2!Па (аз 1)з — 4од !пз а внутреннего 2ах (и а — (аз !) (аз — !) — 4аз !пз а чезКз а„= 1 л(! — Кз) Ег, (11.16) где при расчете напряжений по наружному контуру аз ! Кз = г а(аз+ !)!па — аз+ ! а по внутреннему контуру аз — ! К„= (аз + 1)!па — аз+ ! 284 П и изгибной деформации сильфонов по схеме рнс. 11.27, .27 б напряжения зависят от угла поворота торца сильфона ср.

ри . Устано. вочная длина сильфона при этом не изменяется. Расчетная формула для напряжений на наружном и внутреннем контурах имеет вид Из записанных формул (11,15) и (11.16) видно, что напряжение по внутреннему контуру больше, чем по внешнему. Во вводах движения в вакуум сильфоны испытывают циклические нагрузки, Для приближенного расчета долговечности сильфона 1У, выраженной в количестве рабочих циклов или нагружений, которые сильфон может выдержать до разрушения, используется зависимость вида Лг" — К1о к (11.17) где К=11.10", х=4,42; для стали 12Х18Н10Т а — максимальные напряжения в сильфоне по одной из схем нагружения, МПа.

Требуемая долговечность снльфонов зависит от условий их работы и может колебаться от 10000 до 1000000 циклов. В особо тяжелых случаях ограничиваются даже 1500 циклами. 2 11.7. Электрические вакуумные вводы Рис. !!.28, Водоохлзлсдземый влек. тричзский ввод дли иизковзкуумиых систем 288 Для питания электрическим тающих внутри вакуумной каме трнческне вводы, изолированные от корпуса вакуумной камеры. В зависимости от назначения электрические вводы могут быть низковольтными или высоковольтными, слаботочными или сильноточными, низкочастотными или высокочастотными, ннзковакуумными илн высоковакуумными. Для подвода электроэнергии к нагревательным элементам широко применяются низкочастотные низковольтные сильноточные вводы.

Пример конструкции такого ввода для непрогреваемых вакуумных систем показан на рис. !1.28. В корпусе камеры 11 стакан 1О уплотняется прокладкой 9. Гайка 8 затягивает сальник 12 в корпусе ввода 7. Токосъем б уплотняется прокладками 5 в головке 4. Материалом для прокладок служит резина, а изоляторы 2 могут быть изготовлены нз любых сортов вакуумной керами- током различных устройств, раборы, необходимы герметичные элек- Валуумные лптдоры По пеплу при дода По слосаду герметилоиии Пп ра дпчему дадлению По назначению гпегпничесние Нате потели По гепметричесчой Еюрпе С уллот- нителем Нигнп- алуупные Элентро- метничесние Прпмлге Электромагнитные Пнедпатиченлие Гидра дличесние без уллот- нитепп Высоно- далуупные Углпдоге Блпчныг сдерг- Выщгно- нуупные | Сраслладлпемипи материала ни а1 гд 9 11.8. Вакуумные затворы д1 д1 е1 Р ис. 1!.29 Электрические вводы: а — высоковольтный про.

греваемый электрический ввод длн свсрхвысоковакуумных систем, б — ввод длн термопар ки. Во время работы для охлаждения через штуцера 3 и трубку 1 подается вода. Высоковольтный ввод для сверхвысоковакуумных систем (рис. 11.29, а) приваривается к основанию 7 нижним колпачком 6. Керамика 5 соединяется с колпачками б и 4 вакуумно-герметичной пайкой твердыми припоями. Одновременно производится пайка головки 2 и гнезда 3 к верхнему колпачку 4. Центральный стержень 1 завиичивается в гнездо 8.

Для точного измерения температуры при вводе в вакуумную систему термопары нужно стремиться к отсутствию переходных контактов. Ввод, показанный на рис. 11.29, б, позволяет этого достигнуть и может применяться в непрогреваемых вакуумных системах. В корпусе б изоляционными втулками 5 и 3 с прокладками 4 уплотняются один или оба провода термопары 1 с помощью накидной гайки 2. Материалом прокладки может служить резина, а изоляционных втулок — фторопласт.

В вакуумных машинах и установках для коммутации различных частей вакуумной системы широко используются различные вакуумные затворы, классификация которых приведена на рис. 11.30. В качестве натекателей могут применяться пористые материалы, некоторые металлы, проницаемые для отдельных газов, например платина для водорода, серебро для кислорода и т. д. Микро. 286 Р и с. )1.30. Классификации вакуумных затворов метрическое перемещение иглы в отверстии, изменение зазора между материалами с различными коэффициентами линейного рас. ширения могут быть применены для создания и регулировки больших вакуумных сопротивлений. Вакуумные краны применяются в установках с малым газоотделением, в линиях предварительного разрежения и в случаях, когда не требуется получения больших проводимостей.

В металлических вакуумных клапанах и затворах, работающих при комнатной температуре, используются резиновые и фоторопластовые уплотнители (рис. 11.31, а). Рис 11.31. Уплотннтельные элементы вакуумных затворов: г — селла; г — уалогллгель: г — гериетллирующиа елеиеиг В прогреваемых конструкциях применяется герметизация за счет и ластической деформации материала одной из соприкасающихся поверхностей. Широко распространена конструкц уным уплотнительным элементом (рис. 11.31, б), изготовленным из меди или алюминия. Недостатком этой конструкции является постепенное увеличение площади герметизирующих поверхностей, а следовательно, и усилия, необходимого для закрытия клапана. В конструкции рис. 11.31, в уплотнительный элемент работает на срез, усилие герметизации не зависит от числа срабатываний, но возрастает ход запирающего элемента. В конструкции рис, 11.31, г усилие герметизации и ход уплотнительного элемента не зависят от числа циклов срабатывания, но при этом не происходит и образования чистой поверхности в месте соприкосновения герметизирующих элементов.

Надежная работа такой конструкции обеспечивается изготовлением уплотнителя из благородных металлов. Усилие герметизации (на 1 мм длины уплотнителя) при использовании резиновых уплотнителей составляет 5...2,5 Н, при алюминиевых — 100...!50 Н, при медных — 200...300 Н, Во всех конструкциях вакуумных затворов привод должен обеспечить постоянную величину герметизирующего усилия. Превышение оптимального герметизирующего усилия сокращает число циклов срабатывания затвора. Уплотнители с расплавляемыми металлами, обычно галлий, индий, олово или свинец (рис. 11.31, д, е), не требуют больших усилий для закрывания.