Башта Т.М. - Машиностроительная гидравлика (1067403), страница 116
Текст из файла (страница 116)
370, а). Уплотнения етого типа имеют малые габариты уплотнительного уала. Герметичность уплотнения при нулевом и малом давлениях жидкости обеспечивается упругостью резины, достигаемой предварительным сжатием кольца при монтаже; для этого канавка «) р) р) г! Рис. 370. Принципиальная схема уплотнения резиновым кольцом прямо- угольного сечения (а) и сечения иолец (е — а) выполняется такой, что кольцо при монтаже получает радиальное обжатие, равное — 0,1 — 0,2 мм. При подводе давления жидкости по одну из сторон кольца оно смещается к боковой стенке канавки в направлении действия давления и, деформируясь под действием этого давления, создает плотный контакт по трем поверхностям (рис.
370, 6). распространяя с некоторыми допущениями на резину закон Паскаля, можем считать, что плотность контакта реаинового кольца с уплотняемыми поверхностями будет увеличиваться практически пропорционально увеличению давления жидкости. С повышением давления увеличивается также сила трения (см.
стр. 603), которая аависит от ряда факторов, в том числе от 597 ширины Ь сечения кольца (рис. 370, а), что обусловлено деформацией поверхностных слоев при взаимном внедрении неровностей поверхностей резины и металла. При рабочих давлениях до 400 кГ(см' сила трения в уплотнительных узлах гидросистем возрастает примерно в прямой зависимости от логарифма давления рабочей среды. В практике обычно допускают для распространенных давлений линейную зависимость трения от давления. От давления жидкости зависит также износ уплотнительных колец, так как при повышении давления увеличивается выдавливание резины в зазор (рис. 370, б). Разрушение кольца начинается обычно в месте, граничащем с зазором (участок й), так как здесь создается максимальное напряжение материала уплотнительного кольца при его деформации.
Раарушение кольца происходит особенно интенсивно при энакопеременном движении и пульсирующем давлении. Объем канавки должен быть больше объема кольца на величину возможного увеличения последнего з эксплуатации. Практически размеры колец и канавок в поршне выбирают такими, чтобы при монтаже колец в канавке (при нулевом обжатии) был сохранен боковой зазор, равный 0,2 — 0,25 мм. Ширина Ь (рис. 370, а) кольца обычно равна 3 — 6 мм и высота Ь=5 —:8 мм. Влияние радиального зазора.
Опыт показывает, что материал кольца подвержен под давлением жидкости деформации и при известных соотношениях размера зазора г между уплотняемыми поверхностями и твердостью резины будет выдавливаться в зазор (рис. 370, б), и кольцо разрушается. Если зазор будет достаточно велик, а кольцо изготовлено из мягкой резины, то весь материал может продавиться через зазор. Выдавливанию кольца в зазор способствует закругление внешних кромок канавки, в которую помещается кольцо, влияние его аналогично увеличению зазора. При определении величины зазора г необходимо учитывать воэможность отжатия поршня (штока) к одной стороне, в результате чего ааэор с этой стороны будет увеличен. При высоких давлениях жидкости следует также учитывать деформации цилиндра (растяжение) и поршня (сжатие), которые при некоторых условиях могут значительно увеличить ааэор. Для уменьшения возможности выдавливания кольца в зазор кольцо часто скашивается со стороны, противоположной рабочему давлению, на угол 10 — 20' (рис.
370, г) или на кольце выполняется фаска (рис. 370, в). Для устранения воэможности выдавливания кольца в зазор уменьшают радиальный зазор, а также увеличивают твердость резины. Поскольку последнее приводит к снижению ее эластичности и к потере упругости кольца, в особенности при низких температурах, применяют два кольца а, расположенные одно над другим (рис. 371, а). Внутреннее кольцо изготовляют из мягкой резины (60 — 70 единиц по Шору), сохраняющей упругую эластичность при низких температурах, и внешнее — из более твердой резины (80 — 90 единиц по Шору), способной противостоять давлению жидкости, стремящемуся выдавить кольцо в зазор. Жесткость внешнего кольца должна быть максимальной, однако такой, чтобы была сохранена возможность монтажа его в канавку на поршне.
Подобноз уплотнение пригодно для работы с давлением до 300 иГ/слет и выше. Распространены также схемы, с защитными кольцами (проставками) И, расположенными с одной (см. рис. 371, б) или с обеих сторон уплотнительного резинового кольца с, которые изготовляются из твердой резины (твердость по Шору до 95), кожи (тола гу е в/ Рис. ЗИ, Схемы уплотнений резиновыми прямоугольными кольцами шина 2 — 3 лам), фторопласта и пр. Опыт показывает, что уплотнения с помощью реаинового кольца (твердость по Шору 60) и защитных колец иа твердой резины (твердость по Шору 95) надежно работают при давлениях 350 — 400 лГ/сме. Защитные кольца' И помещают в канавку с натяжением (0,1 — 0,15 мм) как по внешней (по цилиндру), так и по внутренней поверхности.
При применении защитных колец сила трения увеличивается по сравнению с уплотнением без них примерно в 3 раза. В уплотнительном узле, показанном на рис. 371, б, применено дренажное отверстие, по которому отводятся в резервуар утечки жидкости, благодаря чему уменьшается трение и повышается срок службы уплотнения. Поскольку износ мягких уплотнительных колец с боковыми защитными проставками небольшой, можно уменьшить их ширину до 1,5 — 2 лам, что значительно снижает трение.
Нарушение герметичности уплотнения с помощью прямоугольного кольца происходит часто в результате выворачивания (закфучивания) части его в канавке при высоких давлениях и скорости перемещения. Подобное закручивание кольца возникает в результате возможного неравномерного распределения по окружности поршня трения кольца по уплотняемой поверхности. Для уменьшения закручивания размер кольца должен быть развит в ширину или в глубину.
Уплотнения из твердой резины показаны на рис. 371, в. Для повышения плотности контакта резинового кольца с уплотняемой поверхностью в канавку под кольцо подведено давление рабочей жидкости. В этом случае представляется возможным применить кольца из резины высокой твердости (90-:95 единиц по Шору) или фторопласта, при которой отпадает надобность в аащитных кольцах. Кольцо в этом случае помещается в канавку без бокового зазора, однако между дном канавки и кольцом предусматривается небольшой радиальный зазор, способный компенсировать набухание резины. Поджатие внутренних колец е осуществляется давлением утечек жидкости через внешние кольца. УПЛОТНЕНИЯ РЕЗИНОВЫМИ КОЛЬЦАМИ КРУГЛОГО СЕЧЕНИЯ Принцип действия реаиновых колец круглого сечения (рис.
372) аналогичен кольцам прямоугольного сечения. Этн кольца надежно и длительно работают при давлениях до 350 кГ)см', при предохранении колец от выдавливания в зазор это уплотнение применяется при давлениях т000 кГ!см', а иногда до 5000 кГ/смз. Предварительное натяжение (сжатне) этих колец может быть выполнено более высоким, чем колец прямоугольного сечения при сохранении той же силы трения.
Поскольку материал круглого кольца приходит к кромкам канавки в напряженном состоянии, выдавливание его в зазор значительно меньше и наступает при более высоком давлении, чем прямоугольного. Кроме того, кольца круглого сечения допускают ббльшую, чем прямоугольные, неточность в изготовлении уплотняемых поверхностей. Кольца круглого сечения применяются как в неподвижных так и подвижных соединениях. Для размещения колец в основном применяются прямоугольные (рис. 372, а) и угловые (рис. 372, з) канавки: Уплотнения с последними канавками отличаются высокими герметизирующими качествами, но обладают относительно большим трением, ввиду чего их применяют преимущественно в неподвижных соединениях.
Поскольку резина практически несжимаема, объем канавки должен быть больше объема кольца на величину возможного увеличения последнего в эксплуатации. Практически канавки под них обычно конструируются с расчетом на возможное набухание колец в рабочей жидкости в пределах 15%. Размеры кольца канавки выбирают такими, чтобы при монтаже кольца в канавке (при нулевом обжатии) был сохранен боковой зазор (рис. 372, а), равный (а — Ы) = 0,2 — 0,25 мм.
Канавки выполняют в зависимости от условий применения либо ка поршне (рис. 373, а), либо на поверхности цилиндра (буксы) (рис. 373, 6). Для обеспечения при монтаже требуемого предварительного, сжатия кольца диаметр д поперечного его сечения в свободном со- стоянии и глубину Ь канавки (см. рис. 372, а) выбирают такими, чтобы кольцо, помещенное в канавку между уплотняемыми поверхностями поршня и цилиндра, было обжато по поперечному А а) ос то г! ф Рис. 372. Схемы действия уклотнення реенноэыми кольцами круглого сечения и формы канавок сечению на величину й = И вЂ” Ь (см. рис. 372, б). В практике уплотнение оценивается по этому параметру коэффициентом предварительного (монтажного) сжатия сечения кольца в радиальном направлении: ю=: $00%.
(493) Укаэанным предварительным сжатием соэдается герметичность соединения до появления давления жидкости, под действием которого кольцо, деформируясь у внешней Ю) стороны канавки, создает плотный контакт с уплотняемыми поверхностями, причем при известных условиях кольцо может быть выдавлено в эаэор з (см. рис. 372, в). Это сжатие колец в канавке в общем случае выбирается для подвиж,ных соединений равным и = 9 †: 13% . В распространенных конструкциях величина диаметрального обжатия поперечного сечения обычно составляет примерно ю = 10% . При повышении обжатия герметичность и трение, в.особенности при нулевом давлении повышаются (рис. 374, а). Снижение же этого обжатия ниже некоторого эначения приводит, как правило к ухудшению герметичности. Минимальное предварительное обжатие, обеспечивающее герметичность уплотнения, должно быть таким, чтобы была обеспечена минимальная ширина контакта.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
