22.2. Уплотнения

Уплотнения и уплотняющие устройства можно разделить на уплотнения для неподвижных соединений и уплотнения и устройства для уплотнения подвижных деталей.

Уплотнение неподвижных соединений. Для обеспечения герметичности плоские стыки чаше всего уплотняют листовыми про­кладками из упругого материала. Для уплотнения соединений общего назначения, например кры­шек маслосодержащих полостей, чаще всего применяют прокладочную бумагу толщиной 0,05-0,15 мм, кабельную бумагу (бумагу, про­питанную бакелитом или другими синтети­ческими смолами), прокладочный картон толщиной 0,5 — 1,5 мм, прессшпан и т. д. Наи­лучшими свойствами обладают прокладки из синтетических материалов типа полихлорви­нила и политрифторэтилена.

Для соединений, работающих при высоких температурах, применяют прокладочные мате­риалы с асбестом (асбестовую бумагу, асбе­стовый картон и т. д.). Паропроводы уплот­няют чаще всего паронитом, представляющим собой композицию асбеста с натуральной или синтетической резиной.

Широко применяют также герметики — уп­лотняющие мази разнообразной рецептуры, преимущественно на основе натуральной или синтетической резины, с соответствующими растворителями.

Уплотнение подвижных соединений. Наиболее обширная область применения этих уплотнений — это герметизация входных и выходных валов ма­шин. Уплотнения с одной стороны предупре­ждают утечку масла из корпуса машин, с дру­гой — защищают внутренние полости корпуса от внешних воздействий (проникновения пыли, грязи и влаги извне). Это особенно важно для машин, работающих на открытом воздухе в соседстве с агрессивными средами.

Особенно ответственную роль играют уп­лотнения в машинах и агрегатах с полостями, содержащими химически активные вещества (химическое машиностроение) или пищевые продукты (пищевое машиностроение) и т. д. Надежная герметизация этих полостей являет­ся важным условием обеспечения работоспо­собности машин.

Другая область применения уплотнений — это герметизация полостей в машинах, содер­жащих газы и жидкости при высоких давле­ниях или под вакуумом. В роторных машинах (в паровых и газовых турбинах, центробежных и аксиальных компрессорах и т. д.) необхо­димо уплотнение вращающихся валов и ро­торов; в поршневых машинах — уплотнение возвратно-поступательно движущихся частей (поршней, плунжеров, скалок).

Все системы уплотнений можно разделить на два класса: контактные и бесконтактные.

Бесконтактные уплотнения не имеют преде­лов по скоростям относительного движения; их срок службы не ограничен; уплотнительные свойства вообще ниже, чем у контактных уплотнений; полной герметизации можно до­биться лишь применением дополнительных устройств.

Контактные уплотнения. Сальники принадлежат к числу отживающих систем уплотнения. Их основной недоста­ток — повышенный износ, сопровождающийся потерей уплотнительных свойств, и неприспо­собленность к высоким окружным скоростям. Все же благодаря простоте и дешевизне саль­ники до сих пор применяют в узлах неответ­ственного назначения.

Манжета представляет собой выполненное из мягкого упругого материала кольцо с во­ротником, охватывающим вал. Под действием давления в уплотняемой полости воротник манжеты плотно охватывает вал с силой, про­порциональной давлению.

Широко применяют в машиностроении ар­мированные манжеты для валов. Эти уплот­нения представляют собой самостоятель­ную конструкцию, целиком устанавливаемую в корпус; манжету изготовляют из синтетиче­ских материалов, что позволяет придать ей любую форму; воротник манжеты стягивается на валу кольцевой витой цилиндрической пру­жиной (браслетной пружиной) строго регла­ментированной силой

Уплотнение разрезными пружинными коль­цами (рис.22.12) надежно, оно может держать большие перепады давления и при правиль­ном подборе материалов долговечно.

Кольцо устанавливают с небольшим натя­гом по отношению к втулке. В процессе ра­боты кольца стоят неподвижно во втулке или слегка проскальзывают. Под действием пере­пада давления кольца прижимаются торцами к стенкам канавок корпуса. Обычно устанав­ливают два — три кольца.

Уплотнения с резиновыми кольцами (рис.22.13), вво­димыми в канавки вала или промежуточной втулки, имеют ограниченное применение.

Бесконтактные уплотнения. Наиболее простым видом бесконтактного уплотнения является щелевое уплотнение - кольцевая щель между валом и Эффективность щелевого уплотнения повы­шают кольцевыми канавками, которые могут быть выполнены на валу или одновременно на валу и во втулке

Уплотнения отгонной резьбой применяют для герметизации полостей, содержащих жидкости.

Цель установки гребешковых уплотнений разбить масляную пленку, ползущую по валу, и отбросить масло действием центробежных сил в кольцевую по­лость, откуда оно стекает в корпус по дре­нажным отверстиям

Уплотнение отражательными дисками. Отра­жательные диски устанавливают перед щеле­выми уплотнениями с целью преградить до­ступ масла в щель и отогнать действием центробежной силы частицы масла, проникаю­щие в щель.

Лабиринтные уплотнения применяют для уплотнения полостей, заполненных газом и па­ром.