скошенной части манжеты. Размер А кольца обычно принимают равным диаметру D цилиндра, размер В меньше А на величину, определяемую углом наклона лепестков. Обычно этот угол выбирают равным 30°.

Кольца изготовляют из листовой пружинной стали или жесткой ла­ туни. Толщина 5 материала для распространенных размеров манжет от

0,25 мм

(для

30 мм) до

0,5 мм (для D>30 мм). Для манжет

малых диаметров

(до 30 мм)

из тонкой кожи

(толщина 2—3 мм)

реко­

мендуются пружинящие кольца из ла­

туни, а для манжет больших размеров

из

толстой

кожи — из

пружинной

стали.

Разновидностью U-образных и

шевронных

манжет

являются прямо­

угольные манжеты k с усом (рис.

356,а), которые применяются без рас­

порных колец. Уплотнение подобными

манжетами

отличается

малым

тре-

Н нием и высокой герметичностью. Ман-

^ жеты изготовляются из резиновых ма-

\: териалов и

из

полихлорвинила. При

установке манжеты из полихлорвинила

в выточку на поршне ее педварительно

разогревают

в

кипящей

воде,

благо­

Рис. 356. Схемы уплотнительных ман­

даря чему

она

легко

растягивается.

Рекомендуемые зазоры

между опорой

ж ет

фасонны х

сечений

и

цилиндром для

этого

уплотнения

составляют 0,01—0,04 мм.

Высокими герметизирующими качествами отличаются так называе­ мые Е-образные манжеты (рис. 356,6), герметичность которых обеспе­ чивается внешними пружинными язычками, а жесткость — средним язычком. Ширина основания этой манжеты меньше глубины канавки, в которую она посажена, благодаря чему манжета отличается малым трением холостого хода, которое в этом случае обусловлено лишь упру­ гостью боковых язычков. При известном давлении в контакт с уплотняе­ мыми поверхностями приходит в результате деформации манжеты также и ее основание.

Эти же манжеты, снабженные защитным металлическим кольцом т , служащим для предохранения манжеты от выдавливания в зазор (рис. 356, в), применяются для давлений порядка 1500 кГ/см2.

Кожаные уплотнения

Эти уплотнения обладают малым трением и обеспечивают при от­ носительно высоком давлении (уплотнение кожаными манжетами при­ меняют для давлений до 5000 кГ/см2) высокий срок службы.

Кожаные уплотнения менее требовательны к чистоте рабочих по­ верхностей уплотняемого узла и пригодны для работы при плохой смаз­ ке, а также менее чувствительны к загрязненности рабочей среды. Одна­ ко они портятся от воздействия минерального масла и в особенности в условиях высоких температур.

Для изготовления манжет обычно применяется кожа толщиной от 1,5 до 5 мм, обработанная дубильными веществами в виде коры дуба (кожа дубового дубления) или хромпика (кожа хромового дубления); для повышения плотности и износостойкости кожу пропитывают раз­ личными жирами, Для изготовления манжет, предназначенных для ра­ боты в минеральных маслах, обычно применяют кожу хромового дуб­ ления.

4 2 8

Перед монтажом кожаные манжеты подвергают старению в воде с последующим (перед монтажом) пропитыванием парафином или дру­ гими веществами для придания упругости и плотности (непроницае­ мости).

Рабочей стороной кожаных манжет должна быть обработанная (гладкая) сторона кожи.

Трение поршня силового цилиндра при кожаных уплотнениях со­ ставляет при качественной обработке примерно 3% силы развиваемой давлением жидкости на поршень.

УПЛОТНЕНИЯ РЕЗИ НОВЫ М И КОЛЬЦАМ И ПРЯМ ОУГОЛЬНОГО СЕЧЕНИ Я

Основой уплотнительного действия резиновых поршневых колец прямоугольного сечения при нулевом давлении жидкости является сжи­ мающее усилие (напряжение), создаваемое в материале кольца при сборке уплотнения вследствие поперечного сжатия его по высоте, кото­ рое затем повышается под действием давления жидкости.

Уплотнение этого типа состоит из прямоугольного в поперечном се­ чении резинового кольца, помещаемого в круговую канавку этого же се­ чения, выполненную в теле поршня или буксы штока (рис. 357,а). Рас­ пространенная ширина сечения колец b= 4-f-6 мм и толщина (высота) /г= 6-^—8 мм.

Рис. 357. С хема уплотнительного соединения с кольцом прямоугольного сечения

Основным из преимуществ уплотнения этого типа являются малые габариты уплотнительного узла.

Для обеспечения предварительного сжатия кольца глубина h ка­ навки должна быть такой, чтобы кольцо при монтаже получило радиаль­ ное обжатие (~0,1—0,2 мм), обеспечивающее благодаря упругости ре­ зины герметичность уплотнения при нулевом и малом давлениях жид­ кости.

При подводе давления жидкости по одну из сторон кольца оно сме­ щается к соответствующей боковой стенке канавки в направлении дей­ ствия давления, и, деформируясь под действием этого давления, создает плотный контакт по трем поверхностям (рис. 357,6). Распространяя с некоторыми допущениями на резину закон Паскаля, можем считать, что плотность контакта резинового кольца с уплотняемыми поверхнос­ тями будет увеличиваться практически пропорционально увеличению давления жидкости. С увеличением давления увеличивается также сила трения, которая зависит, помимо прочего, от ширины b сечения кольца (см. рис. 357,а).

На рис. 358 показаны кривые зависимости коэффициента статичес­ кого трения резины по металлу в функции контактного давления (а) и силы трения уплотнения с помощью прямоугольного резинового коль­ ца (б).

429

От давления жидкости зависит также срок службы уплотнительных колец. Последнее обусловлено тем, что при повышении давления увели­ чивается как износ кольца, обусловленный трением, так и разрушение его в результате выдавливания резины в зазор (см. рис. 357,6). Кольцо начинает разрушаться обычно в месте, граничащим с зазором (уча­ сток k), так как здесь создается максимальное напряжение материала уплотнительного кольца при его деформации, причем износ и разруше­ ние кольца зависят при одинаковом давлении в первую очередь от вели­ чины зазора и твердости резины. Разрушение кольца происходит особен­ но интенсивно при знакопеременности нагрузки и пульсирующем дав­ лении.

Объем канавки должен быть больше объема кольца на величину

возможного

увеличения

последнего

£

по разным

причинам

в

эксплуата­

ции. Практически размеры колец и

канавок в поршне выбирают та­

кими, чтобы

при

монтаже колец

в канавке (при нулевом обжатии)

был сохранен боковой зазор, рав­

ный 0,2—0,25 мм.

р а д и а л ь н о г о

В л и я н и е

з а з о р а .

Опыт

показывает,

что

материал

кольца

под

давлением

жидкости подвержен деформации и

при известных

соотношениях

вели­

чины зазора s между уплотняемыми

поверхностями,

а

также

твердости

резины будет выдавливаться в зазор

(см. рис. 357,6), в результате кольцо

подвергнется разрушению. Если за­

зор будет достаточно велик, а коль­

цо изготовлено

из

мягкой

резины,

то весь материал кольца может вы­

давиться

в зазор.

50

100

150

200

Выдавливанию

кольца

в зазор

9

Давление В нГ/смг

способствует закругление

внешних

кромок канавки, в которую поме­

Рис.

358. Кривые

коэффициента

(а)

и

щается

кольцо, влияние

которого

силы

трения

(б)

резины

по металлу

в

аналогично увеличению

зазора.

функции

давления

ж идкости

Чтобы

устранить

возможность

выдавливания и затягивания кольца

в зазор, уменьшают радиальный зазор, а также увеличивают твердость резины. Поскольку последнее приводит к снижению ее эластичности и к потере упругости, в особенности при низких температурах, а следова­ тельно, к потере герметичности уплотнения, применяют два кольца, рас­ положенные одно над другим (рис. 359, а). Внутреннее (нижнее) кольцо изготовляют из мягкой резины, сохраняющей упругую эластичность при низких температурах, а внешнее — из твердой резины, способной проти­ востоять давлению жидкости, стремящемуся выдавить кольцо в зазор между поршнем и цилиндром. Жесткость внешнего кольца должна быть максимальной, но такой, чтобы была обеспечена возможность монтажа его в канавку на поршне. Подобное уплотнение пригодно для работы с давлением порядка 300 кГ/см2.

Распространены также схемы, в которых применены защитные кольца (проставки) d, расположенные с одной (см. рис, 359,6) или с обеих сторон уплотнительного резинового кольца с, которые изготовля­ ются из резины (твердость по Шору до 95), кожи (толщина 2—3 мм),

430