Башта Т.М. - Машиностроительная гидравлика (1067403), страница 118
Текст из файла (страница 118)
На рис. 377 показаны кривые, характеризующие относительное повышение а= — "', коэффициента трения резин (ь в зависимости Р' от шероховатости поверхности вала при смазке минеральным маслом по сравнению с гладким валом, где рв — коэффициент трения гладкого вала. В соответствии с этим качество обработки влияет на износ колец, который увеличивается с увеличением неровностей поверхности, а также с уменьшением ее твердости.
При одинаковой чистоте поверхности износ уплотнения при работе с деталями из алюминия, латуни и бронзы будет ббльшим чем со стальными деталя- в*~' Э су ми. Срок службы уплотнения увели- 1 чивается, если трущиеся поверхности хромированы. дг От качества обработки этих по- 7 верхностей зависит также герметичность уплотнения, которая улучшается с повышением чистоты обработки. шерехезатесть веевв нести Так, например, при повышении чистоты обработки штока силовогоцилинд- Рис. 377. Зависимость всвфра с 7-го до $0-го класса утечки умень- фициевта травив рввивм вт шалив ь (давление Уй кГ|см; скорость И. шероховатости пввврхиоств движения штока — 0,84 и!сек) в б раз,,рд, р В практике чистота обработки по- е — врхв ь рваввв ва вшжшвц ' верхностей деталей, с которыми контактирует уплотнительное кольцо подвижного соединения, доводится до 77 9 — $0.
Для деталей из цветных сплавов эти требования снижаются до и 7 — 8 и для твердоанодированных до 77 8 — 9. В уплотнениях неподвижных соединений канавка, в которой размещается уплотнительное кольцо, обрабатывается чистотой соответствующей ~7 7-8. Для соединения же со знакопеременным давлением жидкости поверхности канавки, и в особенности ее дно, должны быть обработаны по требованиям, предъявляемым к подвижным соединениям.
Выдавливание кольца в аазор. Уплотнительное резиновое кольцо деформируется под действием давления жидкости и при соответствующих условиях может быть выдавлено в зазор между уплотняемыми поверхностями (рис. 378, а). Кольцо круглого сечения отличается от прямоугольного лишь тем, что последнее приходит к острым кромкам канавки при некотором малом давлении, способном преодолеть лишь трение его в канавке, тогда как для прихода в контакт с этими кромками кольца круглого сечения оно должно быть до этого соответствующим образом деформировано давлением.
Так как материал этого кольца приходит к кромкам канавки в напряженном состоянии, выдавливание его в зазор наступает при более высоком давлении или соответственно при большом аазоре, чем кольца прямоугольного сечения. Выдавливание кольца круглого сечения в зазор так же, как и прямоугольного, является основной причиной раарушения. Высокая частота изменения (пульсация) давления особенно интенсивно вызывает выдавливание и разрушение. При определенной величине пульсирующего давления материал кольца выдавливается в ааэор, острый угол кромки т канавки врезается в кольцо, разрушая его поверхность. Так как кольцо при пульсации давления несколько проворачивается, в контакт с острыми кромками канавки вступают новые его участки и разрушению подвергается аначительная часть поверхности кольца (рис.
378, 6). При двустороннем давле- ш б) 5 Рис. 378. Характер раарушаиия разииоаых колец круг- лого сечения нии кольца раарушаются с двух сторон (рис. 378, в). В результате разрушения поверхности кольца острыми кромками канавки в контакт с уплотняемой металлической поверхностью начнут вступать при нулевом давлении поврежденные участки поверхности кольца и герметичность уплотнения будет нарушена. Однако, даже если подреза кольцами кромки канавки и не наблюдается, разрушение его все-таки начинается обычно с этого места (в точке т, см. рис. 378, а) вследствие того, что здесь развивается максимальное напряжение материала уплотнительного кольца при его деформации.
Так как выдавливание уплотнительного кольца в зазор происходит тем интенсивнее при одинаковом давлении, чем больше величина зазора и меныпе твердость резины, то от этих факторов в значительной степени зависит и срок службы кольца. В целях предупреждения выдавливания кольца зазор должен быть очень малым, как это позволяют технологические воэможности, однако с учетом коэффициентов теплового расширения материалов сопряженных деталей.
Для удовлетворительной работы уплотнительных колец круглого сечения необходимо, чтобы максимальная величина зазора г на сторону не превышала величин, приведенных в табл. 22. В табл. 23 приведены для сравнения вначения зазоров, принятых в США. Таблица 22 Зависимость еазора иа сторону от рабочего давления нря твердости резины Таблица 23 Заниеямоеть аааора от рабочего давления при твердости реек ны ! даананиа а кг(ам' таардоать раанны 78 ~ 88 а Фк/дмт Необходимо учитывать воаможность иаменення размера ааворов, обусловленного недостаточной жесткостью деталей, а также отжатием поршня к одной стороне. Защитные кольца. Для предохранения уплотнительных колец от выдавливания в аааор при давлениях более $00 кГ!сма с одной аг Ф Ф 8/ Рис.
379. Схемы применения е уплотнительном уале кольца круглого сечения аицитных колец. или по обеим сторонам уплотнительного кольца устанавливают ващитные кольца (рис. 379, а и б). При установке ващитных колец реаиновые уплотнительные кольца можно применять при давлении — 1000 кГ/цма и выше. 20 и 8Ь Ваигта 0 — 250 250 †5 500 †10 1000 †15 1500 †20 2000 †30 3000 — 5000 0 — 15 15 — 35 35 — 70 70-100 100 — 150 150 †2 200 †3 0,25 0,20 0,12 0,075 0,25 0,25 0,20 0,12 010 0,075 Однако защитные кольца (особенно кожаные) значительно повышают трение уплотнителького узла.
Защитные кольца могут быть изготовлены иэ любого эластичного материала, обладающего достаточной ясесткостью, чтобы противодействовать выдавливанию его давлением жидкости в зазор. Наиболее распространены кольца из кожи, твердой резины, фторопласта, текстолита и пр. Наилучшими свойствами обладают фторопластовые кольца, которые пригодны для температур от — 60 до +150' С. Толпшна колец из этого материала 1 гак при г) ( 100 мв и 1,5 гьв при Ы ) 100 гьв, где Н вЂ” средний диаметр кольца. Зазор между уплотняемыми деталями не должен быть больше 0,04 — 0,05 мм.
Для удобства монтажа эти кольца выполняются со скошенным разрезом. В агрегатах, не предназначенных для работы при высоких температурах, применяют разрезные и нераэреэные зашятные кольца из кожи (ГОСТ 1898 — 48) толщиной 1 — 2,5 мм. Стыки раэрезных колец выполняются внахлестку. Перед монтажом нераэреэное защитное кольцо из кожи размачивают в воде, что позволяет растянуть его до требуемого для монтажа размера; после монтажа в канавку кольцо осаживается и вместе с поршнем помещается в цилиндр.
Внешний и внутренний размеры заготовки подобного кольца выполняют с учетом обеспечения при монтаже небольшого обжатия по наружному и внутреннему диаметрам. Для уменьшения трения при холостом ходе применяют защитные кольца клинообразной формы (рис. 379, г и г). При отсутствии давления (рис. 379, в) эти кольца ке контактируют с уплотняемой поверхностью, поэтому трение обусловлено лишь предварительным сжатием уплотнительного кольца.
При наличии же давления уплотнительное кольцо прижимается к соответствующему защитному кольцу и, деформируя его в радиальном направлении, вводит в контакт с уплотняемой поверхностью (рис. 379, г), устраняя зааор между кольцом и деформирующейся стенной. ПОТЕРЯ ГЕРМЕТИЧНОСТИ Уплотнительное кольцо может потерять плотность контакта с уплотняемой поверхностью, в результате чего герметичность соединения нарушится. Основными причинами, нарушающими контакт, являются повышенная скорость скольжения, эксцентричность кольцевой канавки, растяжение кольца, влияние температур и качества жидкости и пр. На рис. 380 показана зависимость утечек жидкости через уплотнение штока от скорости движения и качества обработки последнего.
Причиной потери герметичности может служить зксцентричность кольцевой канавки под уплотнительное кольцо относительно внешней поверхности поршня, в результате чего кольцо в одном месте по окружности будет излишне обжато, а с диаметрально противоположной стороны может потерять контакт с уплотняемой поверхностью. Нетрудно видеть, что если величина вксцентричности е канавки (рис. 331, а и б) относительно внешней поверхности поршня достигнет значения, превышающего величину я номинального предварительного сжатия кольца (см.
также рис. 374, а), то герметичность 'уплотнения нарушится. То же будет наблюсн70 даться при отжатии поршня к одной стороне и в особенности при больших радиальных зазорах При неравномерном по окружности обжатии кольца и неравно/до ог 0 407 ч79 м73оя Скорость штояо Рве. 380. Завксвмссть утечек жядксств ст скорости штока, уплотвевнсго кольцом круглого сечения И/ ф Рвс. 381.
Схема, яляюстрврующая вявяпяе эпсцевтрвчвсств канавки под уплотвятельясе кольцо яа герметвчность сое- двйеявя ЯОв мерной твердости материала кольца, а также при низком качестве контактирующих с ним поверхностей одна часть кольца по окружности может скользить по рабочей поверхности, а другая перекатываться, в результате произойдет скручивание кольца, сопровождающееся потерей герметичности.
Вероятность скручивания кольца уменьшается при повышении точности зазоров и концентричности канавки относительно поршня, а также при уменьшении радиальной деформации кольца и его твердости. Вероятность скручивания кольца уменьшается также при посадке кольца в канавке поршня с небольшим (3 — 5%) растяжением. Скручивание можно устранить, если придать кольцу овальное сечение и расяоложить его в канавке так, как это показано на рис.
381, в. Подобное кольцо обладает при всех прочих равных условиях более высокой, чем цилиндрическое кольцо, контактной поверхнестью. На герметичность и срок службы колец влияет вытяжка (растяжение) их при монтаже в канавку, величина которой выражается (рис. 382, а) (494) где Рг — диаметр шейки канавки; Р— внутренний диаметр кольца; ' с! — диаметр сечения кольца. Это растяжение по различным рекомендациям принимается от 2 до 5%.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
