ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Общие типы из "Уплотнения " Главным преимуществом торцовых механических уплотнений является их высокая герметичность. Например, отношение величины утечек через механические сальники и торцовые уплотнения в среднем равно 100 1. В дополнение к этому торцовое уплотнение вызывает очень малый износ поверхности втулки или вала, на которых оно монтируется. Динамическое уплотнение осуществляется на поверхностях, расположенных перпендикулярно оси вала. Между вращающейся частью уплотнения (головкой) и валом (либо втулкой) существует лишь очень небольшое относительное движение, благодаря чему весьма редко возникает необходимость замены деталей, на которых смонтирована головка уплотнения. В большинстве случаев торцовое уплотнение применяют или собранным в самостоятельном корпусе, или вписанным в узел по основным монтажным размерам. Не следует полагаться на ручную сборку уплотнительных устройств на месте монтажа машины, поскольку сборку уплотнения в самостоятельный корпус проще выполнить на заводе-изготовителе. [c.82] Стандартные торцовые уплотнения применяются в мощных насосах при рабочем давлении до 210 am, в самолетных установках при скоростях до 15000 м/мин и при температурах свыше 260°С. Для некоторых узлов самолетов и управляемых снарядов разработаны уплотнения с рабочей температурой около 540° С. Торцовые уплотнения допускают значительные биения вала. Добиться надежной работы уплотнения в конкретных условиях можно лишь при достаточных знаниях проблематики уплотнений и существующих конструкций. [c.82] Уплотнение в сборе состоит из двух частей основного узла уплотнения (головки), включающего в себя корпус, торцовый элемент и пружинное устройство, и седла с ответной торцовой тщательно обработанной уплотнительной поверхностью. [c.83] Неподвижные и вращающиеся уплотнения. Основной узел уплотнения может быть или привязан к валу и совершать вращательное движение, или размещен в корпусе изделия и оставаться неподвижным. Если основной узел вращается, то седло неподвижно и наоборот. Это справедливо всегда, за исключением случая герметизации стыка двух роторов, когда оба узла могут совершать вращательное или осциллирующее движение. [c.83] Основной узел уплотнения. Конструкция уплотнения (вращающегося или неподвижного узла) зависит от направления сил давления (фиг. 2). На показанных примерах направление сил давления таково, что оно способствует уплотнению стыка торцовых поверхностей. Возможность использования какой-либо из этих модификаций определяется конкретными условиями применения. [c.83] Вращающиеся основные узлы уплотнения чаще всего применяют на точно обработанных валах из высококачественных материалов. Большинство деталей таких уплотнений при размещении их внутри сальниковых коробок работает на сжатие, что выгодно по соображениям прочности. Вращающиеся узлы уплотнения собираются на сравнительно простых втулках или валах. [c.83] Одним из недостатков неподвижного основного узла уплотнения являются жесткие допуски на расточку в корпусе и состояние ее поверхности. Для того чтобы сохранить основные достоинства неподвижного уплотнения, часто приходится применять вспомогательные втулки или гильзы. [c.84] Типы седел в торцовых уплотнениях. Конструкции седел различны для стационарных и вращающихся основных узлов (фиг. 3). Наиболее разнообразны конструкции неподвижных седел, легко устанавливаемые на торцовой крышке. [c.84] В тех случаях, когда применяются хрупкие, например, керамические, материалы, необходимо добиться того, чтобы усилия, которым они подвергаются, приводили к появлению только напряжений сжатия. С другой стороны, в торцовых уплотнениях с вращающимся седлом возникают определенные трудности. Если для уплотнения по внутреннему диаметру седла применяется обычное 0-образное кольцо, то любое расширение кольца приводит к появлению напряжений растяжения в седле. Для хрупких материалов это представляет известную опасность. Чтобы избежать ее, обычно стремятся правильно подобрать материалы седла и эластичных элементов, но в конструкциях со стационарным основным узлом уплотнения добиться этого нелегко. [c.84] Поджимные элементы. В случае 0-образных колец надлежащий уплотняющий эффект создается как предварительным деформированием кольца, так и давлением рабочей среды. [c.85] Плотность V-образных колец, манжет и клиновидных элементов также обеспечивается гидравлическими и механическими средствами. Предварительное нагружение уплотнительных элементов достигается с помощью пружинного действия некоторых деталей и рабочего давления в сальниковой камере. [c.86] Для поджимных элементов типичными являются такие материалы, как резина, пластики, асбест и металлы. Для полной герметизации соединения требуется рациональная конструкция и тщательный подбор материалов. Например, при высоких давлениях и колебаниях температур от —70° С до +200—260° С можно уплотнить стык, используя плотно посаженные резиновые 0-образные -тпЗльца. Однако 0-образные кольца из пластиков, скажем, из тефлона, при такой же разности температур могут показать худшие результаты у нижней границы указанного диапазона температур. [c.86] Одновременно со снижением рабочей температуры происходит усадка тефлоновых V- и U-образных манжет. Это приводит к изменению всех размеров манжеты и в частности внутреннего и наружного диаметров. Единственным противодействующим фактором является усилие нажимной втулки, вызывающее раздвижение губ манжеты. [c.86] При низких температурах тефлон становится хрупким, что создает дополнительные трудности при обеспечении плотного прилегания манжеты к уплотнительным поверхностям. Необходимо знать, сколь велико должно быть суммарное усилие пружины и давления в корпусе основного узла, достаточное для поддержания уплотнительного контакта на внутренней и внешней поверхности V-образного кольца. [c.86] В клиновидной конструкции тефлоновых элементов уменьшение рабочей температуры приводит к более плотному обжатию поверхности вала конусной нажимной втулкой. Это явление не связано непосредственно с величиной рабочего давления. С повышением температуры тефлоновое кольцо может выступить из корпуса и таким образом возникает периодическое движение кольца. [c.86] Конусные втулки уплотнения действуют подобно шаровому шарнирному соединению и в некоторых исполнениях не теряют своей эффективности при прогибах вала до 2,5 мм, если скорости не очень высоки. Но V- и и-образные кольца, изготовленные из того же материала, с параллельными рабочими поверхностями, обладают этой способностью в гораздо меньшей степени. По этой причине при невысоких скоростях вращения практичнее применять уплотнение конусными втулками, особенно там, где неизбежны сильные биения вала. [c.86] Сильфонные элементы в отличие от поджимных не подвержены загрязнениям. Посторонние частички, собирающиеся перед поджимным элементом, могут образовать барьер. Применение сильфонов снижает эту опасность благодаря тому, что детали вращающегося узла уплотнения защищены от воздействия посторонних частиц. [c.87] Осевое уплотняющее усилие. Для поддержания контакта уплотнительных торцовых поверхностей при отсутствии рабочего давления требуется создать дополнительное уплотняющее усилие с помощью какого-либо устройства, чаще всего с применением пружин. [c.87] Недостатком многопружинных устройств является малый диаметр проволоки, в связи с чем быстро наступает чрезмерная коррозия. Значительных успехов в этом направлении можно добиться, применяя для навивки пружины нержавеющие стали и сплавы Hastelloy. [c.88] Вернуться к основной статье