Башта Т.М. - Машиностроительная гидравлика (1067403), страница 119
Текст из файла (страница 119)
Так, например, по нормали ВВС США принято растяжение от 0 до 2% и по нормали США общепромышленного применения от $ до 5%. При растяжении кольца (Р, ) Ц) площадь поперечного сечения кольца будет изменяться обратно пропорционально изменению его длины. Одновременно с этим при монтаже кольца в канавку цилиндричность его сечения вследствие действия сил, обусловленных растяизепием, будет нарушена: кольцо я сплющится по высоте, в результате контакт его с уплотняемой поверхностью будет происходить не по линии (рис. 382, а), а по некоторой цилиндрической поверх! ! ! ности (рис. 382, б).
! Под действием снл растяжения нару- шается также форма сечения кольца и по ! внешней его поверхности (оно становится более плоским), что еще более увеличи- гМ»ь вает сплющивание кольца по высоте (Г ) Й). а! б! Кроме того, неравномерная вытяжка на отдельных участках длины кольца мо- Рис. 382. Деформация сечения уплотйитсльис- жет произойти вследствие наличия в рего кольца при установке зине рааличных включений, а также в рева шток зультате неравномерной механической еэ прочности на различных участках длины кольца.
В результате указанного предварительное напряжение (обжатие) кольца, создающее начальный плотный контакт его с поршнем, может быть потеряно. Нарушение плотности контакта уплотнительного кольца с уплотняемыми поверхностями может произойти также в результате воздействия на него жидкости. Вымывание иа резины пластификаторов, добавляемых для сохранения ею упругости при низких температурах, может привести к значительному уменьшению объема резины и к усадке кольца. Для устранения возможных нарушений герметичности предварительное сжатие кольца выбирается с учетом этого вымывания. Для этого размеры пресс-форм должны быть подобраны так, чтобы кольца имели требуемые размеры после 5-10-суточного выдерживания в'рабочей жидкости.
Важным фактором, определяющим срок службы уплотнения, является предохранение его от действия абразивных частиц. Для уменьшения возможности попадания этих частиц в уплотнительный увел применяются резиновые или кожаные скребковые (очистительные) кольца 1 и фетровые кольца 2, устанавливаемые с внешней стороны уплотнительиого кольца В (рис. 383, а). Кольца плотно охватывают шток и при движении последнего очищают с него грязь. В некоторых случаях для этой же цели с внешней стороны уплотнительного кольца устанавливается в отдельной канавке металлическое разрезное кольцо 4 (рис.
383, 6). Виеииий лоиеи Если уплотнительное ееесме б) кольцо пересекает при своем движении какую-либо канав- Рпс. 383. Способм сащпты уплотпптсльку или отверстие на по- ного кольца от грязи верх ности скольжения, то материал кольца будет внедряться в такое неогражденное пространство, в результате чего на концах могут образоваться порезы и вырывы (рис. 384, а). Для предохранения кольца от подобных повреждений на сопрягаемой детали выполняют фаску под углом'15 — 20'на такой длине, при которой ввод кольца в цилиндр или ввод штока в кольцо происходит без поперечного его обжатия (рис.
384, 6), Подобные фаски должны быть предусмот- б) е) е) Рпс. 384. Схемы конструктивных мер по предохранению уплотпптсльпого кольца от разрушения репы также в местах размещения подводящих и отводящих каналов и отверстий (рис, 384, в), расположенных на пути движения кольца при работе агрегата. Влияние температуры и качества яспдкоети, При работе в условиях отрицательных температур монтажное сжатие уплотнительного кольца может вследствие теьшературнои усадкн резины уменьшиться или даже полностью исчеануть. Величина этой усадки определяется козффициентом теплового расширения, который у резины почти в 10 раа больше, чем у сталей.
Поэтому 813 величину обжатия уплотннтельного кольца следует выбирать такой, чтобы после'уменыпения размера, обусловленного понижением температуры, обжатие оставалось достаточным для обеспечения герметичности. Кроме того, с понижением температуры резко ухудшаются упругие свойства резин, ввиду чего снижается контактное давление, обусловленное монтажным сжатием кольца, которое при минус 50 — 60' С для неморозостойких реаин полностью исчезает; даже для специальных мороэостойких сортов резин контактное давление при этих температурах составляет не больше 25% значения этого давления при 20' С. Потеря резиной при низких температурах упругости и эластичности ухудшает свойство восстанавливаемости кольцом формы, необходимой для компенсации нарушений цилиндричности уплотняемых поверхностей и мнкронеровностей, а также биений при ходе поршня или штока.
На характеристики уплотнительного кольца отрицательно влияют также высокие температуры, которые при длительном воздействии снижают в результате процессов стеклования, старения и релаксации эластичность и упругие свойства резины, что, в свою очередь, сопровождается уменьшением контактного давления и нарушением герметичности соединения.
Поэтому при определении начальных параметров уплотнительного кольца необходимо создавать некоторый «запас» контактного давления. Расчеты колец и канавок. В гидросистемах машин в основном применяют прямоугольные канавки (см. рис. 372, а), размеры которых должны быть такими, чтобы при наихудшем сочетании отклонений размеров сопрягаемых деталей кольцо имело монтажное сжатие.
Глубина канавки, в которую помещают кольцо, вместе с зазором между уплотняемыми поверхностями должна быть меньше диаметра И поперечного сечения свободного кольца на величину й, значение которого определяет величину предварительного сжатия кольца. Для колец подвижных соединений с диаметром поперечного сечения 2 мм величину й принимают равной — 10% диаметра сечения и 10 — 6% диаметра — для колец с диаметром 2 — 6 мм.
Для уплотнений неподвижных соединений я может быть увеличен, если это допускается условиями монтажа, до 15 — 25% диаметра поперечного сечения кольца. Следует отметить, что с повышением предварительного сжатия выносливость уплотнения повышается. С учетом допусков на размеры деталей фактическое сжатие кольца может быть меньше расчетного.
Значение фактического сжатия кольца с учетом изменения линейных размеров ~шм где с!ш!п — минимальный диаметр сечения уплотнительного кольца с учетом возможных производственных отклонений; Ьшах — максимальный размер (глубина) канавки под кольцо. Радиус га сопряжения боковых стенок канавки с дном для подвижных соединений выбирается равным 0,3 — 0,8 льм и для неподвижных радиусом г, = !г/2. Этим же радиусом выполняют закругление донышка угловой канавки (см. рис. 372, г).
Острые кромки канавки могут привести при пульсирующем давлении к разрушению вследствие подреза уплотнительного кольца, ввиду чего кромки не закругляют, а лишь притупляют (г; ж0,02 мш). Ширина а канавки должна быть примерно на 20 — 25с4 больше диаметра с! поперечного сечения кольца н свободном его состоянии или равна ширине кольца в обжатом состоянии. ъ Л Рнс. 383. Расчетная схема унлотннтельного узла о кольцом круглого сеченая Сшах = 4ш!и 2 (ааааа ьшах)! Сш!и = 4шах 2 (г(ш!п ьш!п)! хгшах = Сш!и 0~1!(и! Рш!п = Сш!и — 0,25с(„~ (495) для канавки в цилиндре Вш!п = Втвх + 2 (Ааах йшах)! Вшах = Вш!п + 2 (!(ш!и йш!п) Вшах = Вш!и 0~ Ыи! Рш!п = Вш!и — 0,250„, (498) внутренний диаметр цилиндра или буксы; внешний диаметр поршня или штока; внешний диаметр канавки (шейки канавки) на поршне; вмутрекний диаметр кольца в свободном состоянии; где А— В— С— В— 613 Увеличение бокового зазора между уплотнительным кольцом и боковыми стенками канавки сопровождается 'прн двусторонней работе уплотнения (если давление прикладывается попеременно к противоположным сторонам поршня) увеличением «люфта», который нежелателен.
Размеры канавок для уплотнений подвижных соединений рассчитываются по формулам (рис. 385): для канавки в поршне ш — внутренний диаметр канавки в цилиндре) б(„— номинальный диаметр поперечного сечения уплотнительного кольца; (( — фактический диаметр поперечного сечения уплотнительного кольца; /с — радиальное сжатие уплотнительного кольца. Рекомендуемые соотношения размеров колец и канавок приведены в табл. 24. Таблица 24 Размеры колец н канавок Ширина канавки в мм Номянвльный внутренний диаметр кольна (номянальный диаметр штока) в мм Глубина канавки (с учетом рааиального вавора) в мм Диаметр полеречвогс сечения волька в мм нрамоугольный бев учета аащят- иых колеи (см.
рис. Э72, а) угловой илн дуговой (см. рис. 372, в) УПЛОТНЕНИЕ ВРАЩАЮЩИХСЯ ВАЛОВ б16 Уплотнения вращающихся валов осуществляются в основном двумя способами: по окружности вала (радиальное уплотнение) и по торцовым поверхностям (торцовое или механическое уплотнение). Помимо этого, в соединениях с вращательным движением с высокими скоростями применяют в некоторых случаях динамические уплотнения центробежного (импеллерного) и винтоканавочного (спирального) типов. Эти уплотнения не устраняют зазор, а лишь способствуют уменьшению утечек, что достигается «запиранием» зазора нлв отбрасыванием жидкости обратно з уплотняемую полость. Последние уплотнения (см. рис.
554) применяются в гидро- агрегатах преимущественно в качестве промежуточных. Уплотнения вращающихся валов должны обеспечивать полную герметичность. Однако ввиду сложной зависимости механизма герметизации от различных факторов полное устранение утечек затруднительно, позтому оговаривается допустимая утечка. В частности примерно 80% синтетических радиальных уплотнений валиков насосов диаметром 15-25 млв (при давлении 1 кГ/смв) имеют утечку 0,0022 г/ч, или около одной капли за 10 и работы. Около 15% уплотнений имеют утечку до 0,1 е/ч, которая считается предельной. УНЛОТНЕНИЯ РАДИАЛЬНОГО ТИНА В машиностроении широко применяются (80 — 85о4 всех уплотнений этого назначения) уплотнения радиального (манжетного) типа (рис. 386).
Эти манжеты в основном изготовляются иэ резины и резиноподобных материалов и реже иэ кожи. Применяют маслостойкие сорта синтетического каучука, имеющие при 25'С твердость по Шору 65 — 85. На рис. 386 представлены конструктивные схемы типовых манжет иэ реэины (рис. 386, а и б) и кожи (рис.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
