Герц Е.В. - Пневматические устройства и системы в машиностроении - 1981 (1053454), страница 34
Текст из файла (страница 34)
рис. 6.33, б, в), Повьппеиие надежности и герметичности сальниковых уплотнений достигается подбором материалов с хорошими антифрикциониыми свойствами и теплопроводностью. Наиболее полно этим требованиям отвечают графитовые и полу- металлические набивки. Для обеспечения самосмазывания сальникового уплотнения в набивках используют графит, баббит и другие антифрикциопные материалы. В устройствах сальинковые уплотнения применяют, кок правило, во вращающихся соединениях с рабочим давлением до 1,О МПа и окружной скорости вращения вала до 1О мус, Из-эа малой долговечиостн и значительных размеров этот тип уплотнений не нашел широкого применения в пневматических устройствах общемашиностроительного применения.
Вопросы расчета сальниковых уплотнений подробно освещены в работе [6[. Торцовые уплотнения в последнее время все шире используют для герметизации вращающихся соединений пневматических устройств, К их преимуществам относятся высокая долговечность, надежная герметизация при работе (вращении) соединения, работоспособность в широком диапазоне температуры, возможность работы без дополнительной подачи смазочного материача и незначительные потери мощности на трение. На рис. 6,34 показаны конструктивные схемы неразгруженного и разгруженного торцового уплотнения. У неразгруженных торцовых уплотнений на запирающих поверхностях устанавливается отношение давлений д",р ~ 1, у разгруженных р'1р с., 1 [6[, где р' — среднее контактное давление на запирающих поверхностях от усилий поджатия; р — давление ра. бочей среды.
Торцовое уплотнение состоит из уплотнительного кольца 1, поджиыаемого пружиной 2 к торцу опорного кольца 3. Уплотнительное кольцо 1 имеет свободу перемещения в осевом направлении, что дает возможность пружине 2 создать на контактных поверхностях уплотиительного узла давление, достаточное для обеспечения герметичности при давлении рабочей среды, близком к нулю. При возрастании давления к усилию пружины 2 добавляется усилие давления рабочей среды иа неразгруженную площадь уплотнительного кольца Зто приводит к возрастанию контактного давления.
С целью исключения вращения уплотнительного кольца в конструкции должна быть предусмотрена механическая связь у г 1 1 2 б) а) Ряс. Б.ЗЕ. конструктивные схемы терцоеык уплотнений: а — неразгруженного тяпе; б — разгруженного тяпе 162 Рнс. а.эз, Кенструнцнв торцовых уплотнений: а — с сельфонем; б — с еесцеятрячеым расположением уплотнятельааго кольце; е— се сеобедне плавающем граф~тесом уялатнятельяым кольцом его с корпусом (шпонкой, штифтом, пайкой к сильфону и т, и.), Герметизация зазора между корпусом и валом обеспечивается установкой резиновых колец, манжет или свльфонами.
У разгруженного торцового уплотнения снижение контактного давления на площадь уплотиительвого кольца 1 достигаешься частичной разгрузкой его от давления рабочей среды, Площадь кольца [ = 4 (и! ой) иа которую действует давление рабочей среды (см. рис. 6.34, б), выбирают меньше и площади контакта пары г = — (Ы-; — бтз), Огиаеяение 11г" — называют коэффициентом уравновешивания [3). Подбором отношения 1(г" можно обеспечить полную разгрузку уплотнительиого кольца от давления рабочей среды. На практике всегда производят только частичную разгрузку, что повышает герметичность соединения при хороших показателях долговечности, Отсутствие или недостаточная подача смазочного материала к поверхностям контакта торцового уплотнения, характерная для пневматических устройств, приводит к необходимости применять разгруженные торцовые уплотнения даже при рабочем давлении 0,6 — 1,0 МПа.
При высоких требованиях к герметичноств соединения торцовые уплотнения применяют в сочетании с сильфонами (рис. 6.35, а, в), При высоких давлениях рабочей среды применяют двойное торцовое уплотнение с принудительной цирнуляцией жидкости для подачи смазочного материала к поверхностям трения и отвода теплоты, возникающей при трении [7).
Давление жидкости принимают на О,! — 0,2 МПа выше давления запираемой рабочей среды. Не рекомендуется применение торцовых уплотвений для высоких давлений газа без принудительной подачи смазочного материала и отвода теплоты от контактных поверхностей. На рис. 6.35, б показано оригинальное торцовое уплотнение, которое состоит из неподвижного уплотнительиого кольца 1, эксцеитрячио установленного относительно вала 2. Это значительно улучшает условия подачи смазочного материала и отвода теплоты от мест контакта трущихся деталей [6).
Уплотняющая кромка имеет очень лсалую ширину (О,!25 мм) и является частью гибкой мембраны, что обеспечивает малую силу трения и предохраняет место контакта от загрязнений. Данное уплотнение показало высокую работоспособность при высоких давлениях рабочей среды и больших скоростях вращения, хорошую температуроустойчивость, коррозиоииостойкость и долговечность. На рис.
6.35,е приведена конструкция торцового уплотнения со свободно плавающим кольцом, что позволяет уменьшить скорость скольжения уплотняемого кольца в месте контакта [2). Плавающее кольцо в этом уплотнении изготовляют из графита или пластмассы, а сопряженные с ним кольца из стали. На рис 6.36, а изображена головка подвода воздуха с одним подводом и с торцовым уплотнением. Стальной шпиадель 1 установлен в корпусе 2 на двух 6* 163 г I ? 5 7 Рнс, Б,ЗЗ.
РЕЗВОВИДНОСтв ЛЛ бврннтиого уплотнено» с рвснолоисниеи гребней: о — одвосторонвнч; б— двусторонним г д а) Рнс. Б.ЗБ. Головхи подводе воздуха цг Р г ог б) г) г 164 радиальных шарнкоподшипниках. Уплотнение вращающегося шпинделя достигается применением втулки 3 из графитовой бронзы, поджимаемой к торцу шпинделя усилием пружины н давлением сукатого воздуха. На рис. 6.36, б изображенз головка с двумя подводами воздуха и торцовыми уплотнениями 1 и 3 из графитовой бронзы, поджатыми пружиной 2. Значительное влияние на рабогоспособаость торцового уплотнения оказывает выбор ширины пояска уплотиительнаго кольца.
Исследования различных материалов уплотнительного соединения (сталь — бронза, сталь — фторопласт, сталь — бронзографит, сталь — же. лезографит, сталь — графит, сталь — текстолит различных чарок) для муфг подвода воздуха к вращающимся пневмоцилиндра:н станков, проведенные во ВНИИГндроприводе, показали, что лучшие результаты обеспечивает пара сталь— текстолит марки ПТК. При диаметрах уплотнительнаго кольца до 50 мм и ширине пояска 1,5 — 2 мм торцовое уплотнение с этой парой обеспечивало надежную рабату прп давлении сжатого воздуха до 1,0 МПа и частоте вращен гя 50 с ' (3000 об. мпп).
Для обеспечении высокой надежности работы торцовых уплотнений необходимо обеспечить определенные требования при изготовлений уплат няемого и опорного колец. Величина торцового биения для колец с диаметром до 50 мм и частоте вращения вала до 50 с ' (3000 аб/мнн) не долгина превышать 0,02 мм. Неперпевдикулярность плоскости уплотнительного пояска кольца к осн вала, при у'казанных выше значениях диаметра кольца н частоте вращения вала, не должна превышать 0,01 — 0,02 мм.
Неплоскостность уплотняюгцих поверхностей колец не долукна превышать 1 — 2 мкм. Малые значения неплоскостности улучшают герметичность, однако условия отвода теплоты ухудша|отся. Допуски на точность изготовления уплотняемого и опорного колец могут быть снижены при применении уплотнительных колец со сферическими контактными поверхностями [2). Рвс. 6.67. МуФта подводе воздухе с щелевм» уплотнением Шероховатость рабочих поверхностей уплотнительного н опорного колец должна быть Яп = 0,160 — 0,080 мкм. Весконтактные уплотнительные устройства.
Из существующих типов бесконтактных уплотнптельных устройств в пневматических устройствах нашли применение уплотнения щелевато и лабиринтного типов. Уп.югннепия н1ещвмо глина не обеспечивз~от полной герметичности. Величина утечек через уплотнение зависит от давления рабочей среды, геометрических размеров щели и режима истечения воздуха. С целью снижении утечек зазор в сопрягаемых деталях стараются делать возможно меньшим, а длину щелевого зазора большей, Изображенная на рис. 6.3? муфта подвода воздуха к вращающимся пневмоцилиндрам по МН 3453 †с использованием щелевого уплотнения (между вращающимся шпинделем ! и втулкой 2) предназначена для работы при давлении сжатого воздуха до 0,6 МПа и частоте вращения 20 с г (1200 об)мин). Известны конструкции муфт, обеспечивающие работу при частоте вращения 67 с г (4000 об'мпн). Втулка 2 муфты изготовлена из материала с высокими антифрикционными свойствами.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
