Башта Т.М. - Машиностроительная гидравлика, страница 114

Герметичность уплотнения разрезными поршневыми кольцами зависит от радиальной упругости последних, увеличиваясь с ее повышением. Эта упругость обеспечивается соответствующим выбором радиалъной толщины 1 сечения кольца, а в некоторых случаях применением различных вспомогательных распорных (пружинных) устройств. Для цилиндров диаметров (75 — 100 льв) упругость кольца при максимальном его сжатии доля1на быть не менее 2 — 3 лГ. чиной выреза 7 = 3,4 1, где 1 — радиальная толщина (высота) сечения кольца. Кроме того, вырез должен быть таким, чтобы в смонтированном кольце в замке был сохранен зазор гв, необходимый в основном для компенсации неточностей изготовления цилиндра и искажений его диаметра по ходу поршня.

Величину этого параметра выбирают равной 7в = 0,05 —: 2 лвлв для цилиндров диаметром до 50 — 70 мм и 1о = 0,1 —: 0,4 мм — для цилиндров диаметром больше 250 лам. Радиальную толщину г сечения кольца обычно выбирают из Р условия, чтобы отношение —, гдеР— внешний диаметр сжатого кольца в льи, было равно 46 — 24.

Для обеспечения герметичности соединения усилия, развиваемые давлением жидкости на кольцо в радиальном и осевом направлениях, должны быть достаточно высокими, чтобы обеспечить перемещение кольца в канавке в рабочее его положение и создать требуемый контакт его с граничащими поверхностями. Поэтому зти усилия должны преодолевать силы трения, возникающие на всех поверхностях контакта. Очевидно, преобладание сил, действующих в радиальном направлении, может привести к столь плотному прилеганию кольца к зеркалу цилиндра, что стык тор- цовых поверхностей кольца $ ~рад со стенкой канавки не будет (-~0 уплотнен.

С другой стороны, значительное превышение осевых сил кад радиальными Р и развивающиеся при этом град большие силы трения по торцовым поверхностям могут препятствовать созданию Рис. 358. Силы, действующие иа порю- плотного контакта между новое уплотиительиое кольцо внешней поверхностью коль- ца и зеркалом цилиндра. Практика показывает, что усилия в осевом и в радиальном направлениях должны быть примерно равны. На рис. 358 показана эпюра сил давления жидкости, действующих на кольцо (пружинением кольца пренебрегаем).

На поверхности Ь и Ь кольца действует полное рабочее давление жидкости (протнводавление принимаем равным нулю) и на противоположные им поверхности — давление, понижающееся от рабочего давления р до 0 (аазором з пренебрегаем). При параллельной щели(зазоре) падениедавления в ней будет линейным. При этом среднее контактное давление может быть принято равным р,р — — р/2, в соответствии с чем усилие, действующее в осевом направлейии на единицу длины окружности, может быть вычислено (490) и в радиальном сопротивлении р рае = Рсхд' ~ (49$) где Ь и й — ширина и радиальная высота кольца. Этим силам соответствуют силы трения (на единицу длины) в осевом А„ и в радиальцом Ар, направлениях: (492) где ц — коэффициент трения. 'МЖ 689 При условии, что коэффициенты трения в обеих парах поверхностей равны между собой, уплотняющее усилие в радиальном направлении будет равно Р,а — т)Р„и в осевом Є— цРр,а.

Соотношения между радиальным и осевым усилиями определяется в основном размерами сечения поршневого кольца. Очевидно, для соблюдения при одних и тех же материалах деталей условие (абраг Рва — — Р„необходимо, чтобы Ь = Ь. Прочие параметры этих колец рассчитываются по ГОСТУ 7295 — 63.

';.....а Разгрузка колец. Износ внешней цилиндрической поверхности поршневых колец, работающих при высоких давлениях жидкости, может быть вначительно снижен, если уравновесить вовникающие усилия (нагрузки). Зто урал- Рвс. 669, Сечение уплотввновешиваниэ осуществляется выполне- тельвого кольца с равгрувннем ка кольце круговой равгрувочиой кой оч действующих сил канавки (проточки) (рис. 359). Канавка даввеввл ш"х"ости протачивается ближе к краю (на расстоянии х от него) со стороны, противоположной действию рабочего давления, которое подводится к канавке. Ив эпюры действующих на кольцо сил видно, что давление в радиальном ваворе на участке до этой канавки будет равно рабочему давлению р, перепад же давления от р до 0 будет осуществлен на увком пояске шириной х, т.

е. неуравновешенное ра- диальное давление будет дейст- Р вовать лишь на поверхности этого пояска. Поскольку вто давление будет восприниматься (при условии достаточной жесткости кольца) всей цилиндрической внешней поверхностью кольца (ва вычетом площадки канавки), контактное давление при этом может быть вначительно снижено. Ю/ г/ Сдвоенное кольцо. Вместо Ряс.

660. Схемы ккоговоршвевых ступенчатого стыка (вамка) можуплотвительвых сседввеввй но в общей канавке последова- тельно установить два узких кольца с прямым вамком (рис. 360, а) или одно над другим (см. рис. 360, б). Стыки (вамки) колец смещаются один относительно другого. В уплотнительном соединении последнего типа (рис. 360, б) должна быть обеспечена строгая цилиндричность в рабочем (сжатом) положении наружного и внутреннего колец. Применяются также строенные кольца (рис. 360, в), два иэ которых (а и Ь), расположенные концентрично, в сечении равны третьему боковому кольцу (с).

Стык замка кольца а уплотняется в радиальном направлении внутренним кольцом Ь и в осевом— кольцом с. Ширина кольца а (размер в осевом направлении) должна быть равна ширине кольца Ь, что достигается совместным их шлифованием. Радиальная толщина (высота) кольца с может не быть равна высоте колец а и д, но должна превышать высоту кольца с с тем, чтобы было обеспечено перекрытие им замка кольца а. Пакет из колец может быть повернут в канавке относительно рассмотренного положения на 90' против часовой стрелки (рис. 360, г). МАНЖЕТНЫЕ УПЛОТНЕНИЯ Для герметизации подвижных соединений гидросистем в основном применяют уплотнения с эластичным герметизирующим элементом, прижатым к уплотияемым поверхностям так, чтобы удельное давление в зоне контакта превышало давление рабочей среды (жидкости).

Распространенными иэ них являются различные манжеты, которые применяются для узлов прямолинейных и вращательных движений. Манжеты изготовляют иэ резиновых смесей, кожи, виниловых смол, пластмассовых материалов и их комбинаций с тканями, прорезиненных хлопчатобумажных, льняных, асбестовых и асбометаллических тканей и т. п. Наиболее широко применяют манжеты иэ резин и прорезиненных хлопчатобумажных тканей, которые обычно пригодны для работы при температурах не выше 100' С.

Широко применяют также манжеты из кожи, которые могут применяться при меньшей степени чистоты обработки поверхности уплотняемой пары, чем уплотнения из резины, и пригодны для работы при плохой смазке и относительно высокой загрязненности рабочей среды. Эти уплотнения при относительно большом (до 500 кГ/см') давлении имеют высокий срок службы. Уплотнение из кожи (ГОСТ 1898 — 49) применяется в основном при температурах до 70' С. П-образные манжеты. Эти манжеты выполняют с закругленным (рис. 361, а) и плоским (рис. 361, б) основанием, причем манжеты первого типа изготовляют из резины (преимущественно из смеси 3825 — ТУ МХП 1166 — 49) и прорезиненных тканей, а также из кожи и второго — преимущественно из резины.

Последнее обусловлено тем, что выполнение манжеты с плоским основанием иэ кожи и прорезиненной ткани более сложно, чем с закругленным. Преимуществом манжет с плоским основанием является то, что устраняется опасность разрыва нижней ее части под действием давления жидкости, что наблюдается в манжетах с круглым осно- ванием, если не применить фасонное опорное 1 и распорное 2 кольца (см. рис.

36т, а). Манжетные кольца из прорезиненных тканей обладают большой прочностью и долговечностью (в 2 — 3 раза выше, чем манжет из кожи, резины или полихлорвинила), а также стойкостью в условиях работы при высоких давлениях (до 500 лГ/слет) и температурах (до 100' С). г) д) Рис. 361. Распространенные формы манжет Толщина материала для изготовления манжет составляет в зависимости от размера манжеты 2,5 — 8 мм. В целях уменьшения трения высота скоса (уса) манжеты не должна быть больше половины высоты манжеты.

Манжеты монтируют на плотной посадке по плунжеру и по поверхности расточки канавки (проточки). При этом упругость манжеты обеспечивает герметичность соединения при нулевом и близком к нему давлениях жидкости. При Р наличии в системе давления манжета под распорным действием этого давления поджимается к уплотняемым поверхностям. а) б) Описанный механизм герметиза- Рис. 363. Зпюры радиальных ции относится ко всем типам уплот силдезленияжидкостинаманняющих колец, плотность контакта жетное кольцо которых обусловлена силами давления жидкости.

Поэтому обеспечение герметичности уплотнения тири низком (порядка 0,1 — 0,2 лГ(сит) давлении представляет большую трудность, чем при высоком, при котором действует деформация манжеты под силой давления жидкости. Контактное давление манжеты на уплотняемую поверхность зависит от формы манжеты.