Уплотнительные устройства (90
..pdf
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
2.3 Уплотнение фланцев
На рисунке 24, а изображено простейшее уплотнение мягкой прокладкой из листового материала.
На рисунке 24 б, в показаны уплотнения шнуром, из упругого материала установленным в выточку на торце фланца или корпуса. Эти торцовые уплотнения заставляют разносить крепежные болты в радиальном направлении и увеличивать тем самым радиальные уплотнения фланца, а торцовые уплотнения с канавками в теле фланца ослабляют фланец. В этом отношении лучше угловые уплотнения (рисунок 24, г). Наиболее удобны конструкции, в которых уплотняющий шнур заводится в выточку в теле фланца, составляя с ним при монтаже одно целое (рисунок 24, д, е). Уплотнение на рисунке 24, ж рассчитано на повышенное давление в уплотняемой полости и основано на манжетном эффекте: давление в уплотняемой полости, заставляя шнур перемещаться в сужающееся пространство канавок, увеличивает силу прижатия шнура и уплотняемой поверхности. Существуют всевозможные разновидности приведенных на рисунке 24 уплотнений фланцев, которые представлены в специальной литературе.
а) |
б) |
в) |
г) |
д) |
е) |
ж) |
Рисунок 24 – Способы уплотнения фланцев мягкой прокладкой из листового материала
2.4 Уплотнение резьбовых соединений
На рисунке 25 представлены некоторые способы уплотнения резьбовых соединений кольцевыми прокладками и шнурами (существуют и другие способы). На рисунке 25, а показан способ углового уплотнения шнуром, укладываемым в кольцевую выточку в теле гайки; на рисунке 25, б – способ уплотнения торцовой затяжкой шнура в замкнутом кольцевом пространстве между гайкой и корпусом; на рисунке 25, в, г – способ радиального уплотнения с помощью шнура, укладываемого в кольцевую выточку в теле гайки или в корпусе.
а) |
б) |
в) |
г) |
21
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Рисунок 25 – Способы уплотнения резьбовых соединений кольцевыми прокладками и шнурами
2.5 Уплотнение ввёртных деталей
Самый простой способ уплотнения ввёртных деталей (штуцеров, пробок)
– смазывание витков резьбы герметизирующими составами. Однако при этом способе затрудняется отвинчивание деталей вследствие «прилипания» герметизирующей мази к резьбе после некоторого периода эксплуатации.
Не рекомендуется применяемая иногда на практике (особенно в ремонтных условиях) «подмотка» последних (ближайших к торцу ввертной детали) витков резьбы ниткой, промазанной суриком, разведенным на масле и т.п.
На рисунке 26 приведены способы уплотнения ввертных деталей упругими прокладками. В конструкции на рисунке 26, а прокладка подвержена действию полной силы затяжки. Чтобы исключить раздавливание прокладки, ее необходимо выполнять из твердого или полутвердого материала, армировать или ограничивать силу затяжки.
Вконструкции на рисунке 26, б прокладка заключена в замкнутое кольцевое пространство, образованное выточкой в корпусе. Материал прокладки может течь только в сторону резьбы, что улучшает условия уплотнения.
Вконструкции на рисунке 26, в-д уплотнения достигается в результате деформации прокладки при затяжке детали на жесткий торец до отказа и определяется разностью высот прокладки и канавки под прокладку.
На рисунке 26, е, ж приведены способы уплотнения по внутреннему торцу детали Как и в предыдущих случаях, затяжку производят до упора торца детали в корпус. В конструкции на рисунке 26, ж прокладка установлена в замкнутом кольцевом пространстве и не может быть выдавлена при затяжке, как в конструкции на рисунке 26, е. Затяжка детали возможна или на прокладку, или на жесткий торец;
впоследнем случае объем кольцевого пространства должен быть больше объема прокладки. Сила уплотнения определяется разностью высоты прокладки и высоты кольцевого пространства (при полной затяжке детали).
22
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
а) |
б) |
в) |
г) |
|
|
|
|
д) |
е) |
ж) |
з) |
|
|
|
|
Рисунок 26 – Способы уплотнения ввертных деталей упругими прокладками
В конструкции на рисунке 26, з прокладка расположена в радиальной канавке на хвостовике детали и при затяжке свободно перемещается относительно корпуса. Сила уплотнения определяется величиной выступания прокладки из канавки в свободном состоянии.
На рисунке 27 показаны способы уплотнения ввертных деталей без прокладок. Завертывание на конической резьбе (рисунок 27, а) обеспечивает полную герметичность, особенно если корпус выполнен из пластичного металла. Остальные приведенные на рисунке 27 конструкции уплотнений основаны на пластической деформации материала корпуса или материала ввертываемой детали. Их можно применять для редко разбираемых или неразъемных соединений.
В конструкции на рисунке 27, б резьба на ввертной детали переходит в конус; при завертывании конус сминает входные витки отверстия, обеспечивая уплотнение и в то же время наглухо стопоря соединение. В конструкции на рисунке 27, в те же функции выполняет цилиндрический поясок на резьбе ввертной детали. Соединение приведены на рисунке 27, б, в – неразъемные.
а) |
б) |
в) |
Рисунок 27 – Способы уплотнения ввертных деталей без прокладок
23
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Герметизацию глухих резьбовых соединений большого диаметра, работающих при высоких температурах и высоких внутренних давлениях осуществляется с использованием посадок с натягом и свинчивают, предварительно подогрев охватывающую деталь или охладив охватываемую.
Резьбу выполняют с высокой степенью точности фрезерованием или шлифованием. Перед свертыванием резьбу смазывают герметизирующими мазями. При необходимости улучшить теплопередачу в состав мазей вводят металлические наполнители (алюминиевую, бронзовую или цинковую пудру).
2.6 Уплотнение жидкостных стыков
Простейший вид уплотнения – установка резинового кольца круглого сечения в канавке гильзы (рисунок 28, а). В свободном состоянии кольцо выступает над поверхностью гильзы, при введении гильзы в охлаждающую рубашку, кольцо снимается и уплотняет стык гильзы и рубашки. Для увеличения надежности уплотнения устанавливают последовательно несколько колец (рисунок 28, б).
а) |
б) |
в) |
г) |
д) |
е) |
|
|
|
|
|
|
ж) |
з) |
и) |
к) |
л) |
м) |
Рисунок 28 – Способы уплотнения жидкостных стыков
Улучшенная конструкция этого уплотнения показана на рисунке 28, в. Здесь канавки выполнены со скосом, направленным в сторону, противоположную действию давления жидкости. Под давлением жидкости кольца постоянно вытесняются в суживающуюся часть канавок и прижимаются к уплотняемым поверхностям с силой, пропорционально давлению. Между кольцами расположена выточка, сообщающаяся дренажным отверстием с атмосферой. В случае прорыва через первое кольцо жидкость стекает через дренажные отверстия наружу; второе кольцо,
24
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
разгруженное в данном случае от давления, предупреждает дальнейшее просачивание жидкости.
Для увеличения надежности на рабочей стороне уплотнения устанавливают несколько колец (рисунок 28, г). Другие формы канавок и колец показаны на рисунке 28, д. Во всех случаях необходимо, чтобы сечение канавки было больше сечения кольца, иначе резина, будучи практически несжимаемым материалом (не смешивать сжимаемость с упругой деформацией, связанной с изменением формы сечения), может развить значительные радиальные силы и вызвать «корсетную» деформацию гильзы на участке расположения колец.
Для обеспечения плотного прижатия колец к стенкам рубашки с тыльной стороны колец устанавливают волнистые двухвитковые кольцевые пружины (рисунок 28, е).
Иногда уплотнение подвергают осевой затяжке. Особенно просто это осуществляется в случае, когда рубашка съемная (рисунок 28, ж, з). Суммарную высоту элементов в данном случае делают несколько больше высоты канавки на величину h. При стягивании зазор h выбирается, и в уплотнении возникает осевой натяг.
При неразъемных рубашках осевую затяжку осуществляют гайкой, ввертываемой в рубашку (рисунок 28, и) или навертываемой на гильзу (рисунок 28, к).
Во избежание перетяжки уплотняемых колец и для поддержания постоянства натяга в эксплуатации в соединение вводят упругие элементы в виде конических пружинных колец (рисунок 28, л) или гофрированных кольцевых пружин круглого сечения (рисунок 28, м).
2.7 Уплотнение цилиндрических поверхностей
Цилиндрические соединения, собираемые по посадкам с натягом, как правило, не нуждаются в уплотнении; натяг сам по себе надежно уплотняет соединение даже при значительном перепаде давления. Подлежат уплотнению соединения, собранные по посадкам с зазором или переходным посадкам и подверженные действию давления или работающие под напором столба жидкости. Например, в соединениях поршней со штоками уплотнения достигают или установкой торцовых прокладок (рисунок 29, а, б), или установкой колец из упругого материала на цилиндрических поверхностях соединения (рисунок 29, в). При уплотнении вертикальных валов во избежание просачивания наружу масла из уплотняемой полости через зазор между валом и втулкой, затягивающей шарикоподшипник, распорную втулку уплотняют торцовыми прокладками (рисунок 30, а, б) или кольцами из упругого материала, установленными на цилиндрической поверхности вала на участке сопряжения вала с втулкой (рисунок 30, в). Кольцами уплотняют и другие части соединения, когда нет возможности применить торцовые прокладки.
25
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
а) |
б) |
в) |
Рисунок 29 – Способы уплотнения в соединениях поршней со штоками
а) |
б) |
в) |
Рисунок 30 – Способы уплотнения вертикальных валов
Рисунок 31 – Способ уплотнения резиновыми кольцами гильзы подшипников
На рисунке 31 показано уплотнение резиновыми кольцами гильзы подшипников качения на участке подвода смазки.
26
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Список использованных источников
1 Уплотнения и уплотнительная техника: справочник / Л.А. Кондаков, [и др.]; под общ. ред. А.И. Голубева и Л.А. Кондакова. – М.: Машиностроение, 1986. – 464 с.: ил.
2 Макаров Г.В. Уплотнительные устройства/ Г.В. Макаров. – 2-е изд. перераб. и доп. – Л.: Машиностроение, 1973. – 232 с.: ил.
27