ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Кольцевые контактные уплотнения из "Уплотнения " Кольцевые уплотнения, описанные здесь, представляют собой, по существу, усложненные варианты уплотнений штоков и поршневых колец. [c.114] Основные особенности конструкций. Уплотнение вращающихся деталей может быть выполнено с помощью одного разрезного кольца или многокольцевых конструкций. Основные характеристики уплотнения — величину утечек, срок службы и потери на трение — в равной мере важно учитывать как в случае уплотнения валов с возвратно-поступательным движением, так и при уплотнении вращающихся деталей. Поэтому вопрос о разгруженных конструкциях решается в обоих случаях в основном с одинаковых позиций. [c.114] Кольцевое контактное уплотнение состоит из одного или нескольких сравнительно неподвижных упругих разрезных или сегментных колец, которые соприкасаются с поверхностью вращающейся детали по внутреннему или, как в случае распорных конструкций, по внешнему диаметру (фиг. 1). С неподвижной деталью кольца жестко не соединяются, производится лишь их фиксация от проворачивания. [c.114] Конструкция двух- и трехкольцевых уплотнений обеспечивает высокую прочность замка в кольце, в то время как замок, выполненный внахлестку под углом, менее прочен из-за утонения концов. [c.115] Двухкольцевая конструкция уплотнения позволяет найти оптимальное расположение поверхностей замка, при котором уменьшается радиальная составляюш,ая сил давления в нем. [c.115] Поверхность контакта. В уплотнениях с сегментными кольцами для поддержания контакта сегментов с поверхностью вала (ротора) при небольших перепадах давления применяются осевые и кольцевые витые пружины. [c.115] Таким образом, в большинстве обычных конструкций уплотнительное кольцо не соприкасается непосредственно с поверхностью вала. Общепринятым является использование вспомогательных втулок, которые монтируются на вал. [c.116] Утечки. Кольцевые уплотнения, как и сальники штоков с возвратно-поступательным движением, ограничивают утечки по двум направлениям. Прежде всего создается уплотняющий контакт по цилиндрическим поверхностям, между которыми существует относительное движение с высокой скоростью. Другим возможным путем утечек служит стык торцовых поверхностей колец со стенкой корпуса. Если между уплотняющими усилиями в осевом и радиальном направлениях соблюдается правильное соотношение, то никаких зависаний колец, обусловленных силами трения, наблюдаться не будет. [c.116] Торцовой уплотняющий стык образован плоскими поверхностями, в точности соответствующими друг другу. [c.116] Такие поверхности можно подвергнуть шлифованию и притирке и довести их до любой степени плоскостности. Поэтому утечки через этот стык могут стать проблемой лишь в том случае, если уплотнительные поверхности деформируются в процессе монтажа, или при релаксации неравномерных остаточных напряжений под действием высоких рабочих температур, или же искажаются от воздействия напряжений от давления. [c.116] Вероятность деформации при монтаже возрастает с применением фланцевых соединений. Необходимо позаботиться о том, чтобы средняя окружность фланцевых болтов была достаточно удалена от внешней окружности уплотнительных колец или чтобы местные деформации при затяжке болтов не передавались на них. Если фланец прижимается болтами в осевом направлении, то нужно проследить за качеством обработки поверхностей фланца и корпуса, чтобы волнистость их не привела к местным напряжениям в ответственных местах корпуса. Перед окончательной обработкой деталей необходимо снять остаточные напряжения. Вредное влияние напряжений, возникающих под воздействием температур и давлений, может быть уменьшено в тщательно продуманных конструкциях. [c.116] Сохранение цилиндрнчностн и отсутствие чрезмерной конусности на основных уплотнительных поверхностях кольцевых уплотнений в период эксплуатации зависит от условий работы. Наличие температурного градиента в осевом направлении порождает конусность втулки. [c.117] Охлаждаемые втулки не должны иметь на своей цилиндрической или конической поверхности прорезей или пазов. В противном случае тепловое расширение может привести к деформированию поверхности и сделать ее волнистой в окружном направлении. [c.117] Причиной деформаций могут служить и неправильно проведенная термообработка для снятия остаточных напряжений и появление термических напряжений. В большинстве случаев трудности возникают от деформирования втулок этот вопрос рассматривается ниже, в разделе о конструкции втулок. [c.117] Погрешность формы цилиндрических поверхностей и их конусность сказываются на увеличении утечек и интенсивности износа. Кроме того, для сохранения уплотняющего контакта при появлении износа кольцо должно перемещаться в радиальном направлении. Требуемое перемещение может и не быть строго равномерным по всей периферии кольца из-за неоднородности распределения неуравновешенных сил давления, имеющих большее значение вблизи замка. Это обстоятельство наряду с неоднородностью теплового расширения и начальной нецилиндричностью уплотнительных поверхностей усложняет проблему постоянного поддержания плотного контакта рабочих поверхностей на протяжении всего срока службы уплотнения. Решение ее может быть найдено с помощью увеличения удельных нагрузок или повышения приспособляемости конструкции. В связи с тем, что для уменьшения износа желательны минимально допустимые нагрузки, улучшение приспособляемости конструкции является единственным путем повышения эффективности уплотнения. С этой целью изготовляют элементы с очень небольшой толщиной и применяют материалы с низким модулем упругости. Хрупкость таких материалов делает необходимым выполнение колец составными нз нескольких сегментов. [c.117] ДЛЯ разграничения газовых сред, но менее эффективны при уплотнении жидкостей. [c.118] Некоторого улучшения характеристик можно добиться введением дополнительных канавок на цилиндрических рабочих поверхностях для уменьшения гидродинамического эффекта. [c.118] При уплотнении жидких сред иногда допускается применение усиленных кольцевых пружин — тоже с целью противодействия гидродинамическому эффекту. [c.118] Уплотняющее усилие и разгруженные конструкции. Будучи весьма эффективным, кольцевое контактное уплотнение не может быть идеальным, так как его нельзя выполнить полностью разгруженным. При низких рабочих давлениях это не играет существенной роли. Однако применение контактных уплотнений при очень высоких температурах и скоростях возможно лишь до определенной величины рабочего давления. [c.118] Уравновешивание сил давлений, действующих на кольцо. На фиг. 4 дан продольный разрез частично разгруженного трехкольцевого уплотнения. Из-за малости редких радиальных перемещений уплотнения относительно корпуса износ торцовой поверхности невелик. Следовательно, глубину А радиальной канавки можно назначить с соблюдением лишь одного условия все утечки, прошедшие через уплотнительный торец С, должны иметь возможность вытечь по канавке. Размер В (зазор между валом и корпусом) выбирается исходя из максимальной величины эксцентрицитета и биения. Высота уплотнительного торца С должна быть равна 2S + D плюс допуск на радиальный износ. Размеры С и уплотнительного пояска определяются после выбора размеров Л, В и D. [c.118] Вернуться к основной статье