Таблиця 8.14 Розміри канавок для сальникових ущільнень і

товщини кілець для них, мм

Діаметр d â

Діаметр d â

Розміри трапецеїдального профілю канавки, які встановлює ГОСТ 11641-73 *, рекомендується наносити на виносному елементі, а головне зображення деталі слід давати размерl положення канавки (рис. 8.27).

8.6. Канавки під ущільнювальні гумові кільця круглого перетину по ГОСТ 9833-73

Часто для радіальних ущільнень нерухомих з'єднань деталей типу корпус - кришка і рухомих сполук деталей типу корпус (циліндр) - поршень і корпус (кришка) - шток використовують гумові кільця круглого перетину (рис. 8.28). Ці кільця застосовують також для торцевих ущільнень і ущільнень по

конусної форми.

Канавки, в які встановлюють гумові кільця, виконують в одній з які входять у контакт деталей, що охоплює (корпус, циліндр, кришка) або охоплюється (поршень, шток). Розміри кілець ущільнювачів і канавок під них встановлює ГОСТ 9833-73.

Для радіальних ущільнень форма і розміри гумових кілець круглого перетину, а також форма і розміри канавок і посадочних місць під них наведені на рис. 8.29 і в табл. 8.15. Визначальними розмірами в табл. 8.15 служать діаметр перетину кільця d 2 і внутрішній діаметр кольцаd 1. На рис. 8.28, 8.29 і в табл. 8.15d - діаметр ущільнюється штока, D - діаметр ущільнюється циліндра, d 3 - діаметр посадочного місця (проточки) під кільце в яку охоплює їм деталі, D 1 - діаметр посадочного місця (проточки) під кільце в охоплює його деталі, b - ширина

проточки.

Rmax \u003d 0,2

R1 max \u003d 0,4

Номінальні діаметри d 1 кілець встановлені до 300 мм. Розміри канавок для проміжних діаметрів, що не наведені в табл. 8.15, можна розрахувати, використовуючи різницю відповідних розмірів для найближчого меншого з наведених в табл. 8.15 діаметрів.

Нехай, наприклад, треба визначити діаметри d, D, d 3, D 1 і шірінуb для нерухомого з'єднання при розмірах кольцаd 2 \u003d 3ìì иd 1 \u003d 24,5ìì. Для діаметраd 2 \u003d 3ìì найближчий менший до діаметруd 1 \u003d 24,5ìì розмір, наведений в табл. 8.15, равен19,5ìì. Для діаметраd 1 \u003d 19,5ìì різниця у відповідних розмірах в мм

становить: d \u003d d1 +0,5; D \u003d d + 5; d3 \u003d d + 0,3; D1 \u003d D-0,3,					а значення b \u003d 4,0
	діаметрів d 1 при діаметрі					d2 \u003d 3,0.
	значення зазначених	розмірів		параметрів
d2 \u003d 3ìì	і d1 \u003d 24,5ììравни:	d \u003d d1 + 0,5 \u003d 25ìì;		D \u003d d + 5 \u003d 25 + 5 \u003d 30ìì;

d3 \u003d d + 0,3 \u003d 25 + 0,3 \u003d 25,3ìì; D1 \u003d D-0,3 \u003d 30-0,3 \u003d 29,7ìì; b \u003d 4ìì.

Таблиця 8.15

Розміри гумових кілець і проточек під них для радіальних ущільнень по ГОСТ 9833-73, мм

			рухоме			нерухоме
			з'єднання			з'єднання

À Á

На кресленні деталі канавку (проточку) під гумові кільця зображують спрощено (рис. 8.30), наносячи її розміри на виносному елементі. На основному зображенні при цьому показують розміри положення l 1 і l2 канавок.

l 1 Рис. 8.30

8.7. рифлення

Щоб деталь не прослизала в руках при повороті, на її поверхні виконують рифлення - малюнок певного профілю, що отримується шляхом накатки, т. Е. Видавлювання частини металу на поверхні виробу.

Рифлення на кресленні позначають малюнком і написом. Малюнок спрощено передає вид рифлення, його наносять в межах всього контуру видимої частини рифленої поверхні (рис. 8.31а і б) або на частині поверхні (рис. 8.31в). У написі вказують вид рифлення (пряме або сітчасте), його крок P (на рис. 8.31а і б він вказаний в параметричному, а на рис. 8.31в в числовому вигляді) і номер стандарту ГОСТ 21474-75. Профіль рифлення наведено на рис. 8.32.

	Рифлення пряме Ð		Рифлення сітчасте 1
	ÃÎÑÒ 21474-75		ÃÎÑÒ 21474-75
			рифлення сітчасте
			ÃÎÑÒ 21474-75

			На рис. 8.31 і 8.32 D 1 -
				накатуваної
			ності, рівний D + h; D - діаметр
			заготовки;
			рифлення			(0,25 ... 0,50) P); b-
				накатуваної
			Значення кроку P рифлення
		Рифлення прямі, мм				Таблиця 8.16
Ширина b
накатуваної до 8,0		(8,16] (16,32] (32,63]				(63,125] більше 125
поверхні			Крок P рифлення
	Рифлення сітчасті, мм					Таблиця 8.17
	Ширина b	Діаметр D 1 накатуваної поверхні
матеріал		до 8,0 (8,16] (16,32] (32,63] (63,125] більше 125
заготовки
			Крок P рифлення
матеріали

Ущільнення нерухомих з'єднань.

1. При установці гумові кільця слід оберігати від перекосів, скручування, механічних пошкоджень і порізів.

Поверхні деталей, що повинні бути чистими, не містити абразивних продуктів і продуктів корозії. Поверхня рекомендується змащувати мастилом, інертною до матеріалу кілець, або робочими рідинами, що володіють хорошими змащувальні властивості.

2. Для полегшення монтажу необхідно передбачити заходная фаски в циліндрі, на поршні і штоку, зазначені на рис. 3, а і б.

d 2 1,4 1,9 2,5 3,0 3,6 4,6 5,8 7,5 8,5

d 1 30 3030 45 55 65 80 110 130

3. Якщо в процесі монтажу кільце проходить по отвору, то щоб уникнути зрізу роблять кільцеві проточки (рис. 4). Якщо неможливо виконати кільцеву проточку, то притупляють гострі кромки.

4. Для установки кілець ущільнювачів в зовнішні канавки рекомендується застосовувати конусні оправлення (рис. 5).

У разі, коли кільце при монтажі проходить по різьбі, слід застосовувати оправлення, що прикривають різьблення.

Мал. 3. заходная фаски: а - для циліндра D ф \u003d D 3 + 2d 2 + 1;

б - для штока d ф \u003d D 1 - 2d 2 -1; в - відкриті канавки

Мал. 4

Діаметр оправки D встановлюють залежно від діаметра штока або поршня, a L - від розташування гнізд в з'єднанні, в які буде монтуватися кільце ущільнювача. Товщину стінок конусної оправки ((D 3 -D) / 2) вибирають рівною 0,5 ... 2 мм.

5. Монтаж кілець ущільнювачів у внутрішні канавки виробляють:

а) без застосування інструментів, якщо внутрішній діаметр циліндра досить великий;

б) за допомогою інструментів типу прямих викруток або викруток з кінцем, зігнутим під кутом 90 °, при невеликому діаметрі циліндра або глибокому розташуванні канавки.

Інструменти для монтажу кілець виготовляють з пластмаси або м'якого металу (наприклад, алюмінію або латуні) із закругленими краями.

6. Якщо монтаж кілець у внутрішню канавку утруднений, то рекомендується застосовувати циліндричний обмежувач, який слід вводити в циліндр до канавки з боку, протилежного напрямку введення кільця в циліндр.

Обмежувач являє собою суцільний циліндр з зовнішнім діаметром, рівним діаметру циліндра, в який монтується кільце. Довжину обмежувача вибирають в залежності від відстані до канавки (під кільце ущільнювача) з боку, протилежного напрямку введення кільця.

7. Кільця після демонтажу ущільнювального вузла, який перебував в експлуатації, повторно не застосовувати.

1. Захисні кільця слід застосовувати для запобігання від видавлювання гуми в зазор під впливом тиску робочого середовища.

Захисні кільця встановлюють з боку, протилежного напрямку тиску, а при двосторонньому тиску - по обидва боки кільця ущільнювача.

рис.5

Захисні кільця застосовують при радіальних зазорах понад 0,02 за таких умов роботи:

в рухомих з'єднаннях при тиску понад 10МПа;

в нерухомих з'єднаннях при тиску понад 20МПа;

при пульсуючому тиску понад 10МПа;

в нерухомих з'єднаннях з кільцями ущільнювачів з гуми на основі кремнійорганічних і фторсиліконової каучуків при тиску понад 1МПа.

Допускається застосовувати захисні кільця при менших тисках.

Ширина канавок під кільця повинна бути збільшена на максимальну товщину захисних кілець.

2. Захисні кільця повинні виготовлятися з фторопласту по ГОСТ 10007-80, поліамідної смоли по ГОСТ 10589-87 або інших матеріалів цільними, розрізними або спіральними за технічною документацією, затвердженою в установленому порядку. Товщина суцільних захисних кілець із фторопласта повинна бути не менше 1 -0,1 мм.

При ущільненні циліндра або штока один з діаметрів фторопластового кільця повинен дорівнювати номінальному діаметру циліндра або штока, а інший - відповідно дорівнювати номінальному діаметру канавки d 3 і D 1 з граничними відхиленнями по табл. 9 і 9а.

3. Нерозрізні захисні фторопластові кільця монтують в зовнішні канавки таким же способом, як кільця ущільнювачів, але з наступним механічним осаджуванням для усунення залишкового подовження.

Кільця осаджують за допомогою конусної втулки (рис. 6) і двох півкілець (рис. 7).

Внутрішні поверхні конусної втулки повинні мати параметр шорсткості не більше Ra 0,16мкм. Розміри втулки необхідно вибирати в залежності від діаметра штока або поршня, в канавку якого монтують захисні фторопластові кільця. Внутрішній діаметр конусної втулки дорівнює діаметру штока або поршня.

Діаметр D 5 \u003d D + 2h, де h - товщина фторопластового кільця. Діаметр D 3 \u003d D + 2а, де а - товщина стінки (не більше 8 мм).

Діаметр D (рис. 6) дорівнює діаметру штока або поршня, в гнізді якого встановлюють захисне кільце; діаметр d (рис. 7) вибирають рівним діаметру штока або поршня по діаметру канавки

Ширина півкілець Н повинна бути рівна ширині канавки без ширини фторопластового кільця.

Захисні кільця I і півкільця 2 встановлюють в канавки поршня (рис. 8), протягують кілька разів через конусну втулку до тих пір, поки вони не будуть проходити через неї вільно. Після цього півкільця знімають і замість них встановлюють ущільнювальні кільця.

Вступ

На забезпечення герметичності нерухомих контактних ущільнень істотно впливають глибина і ширина канавки, в яку встановлюється еластичне кільце. Метою і завданням проведених наукових досліджень є теоретичне обґрунтування та визначення розмірів канавки з урахуванням деформацій стиснення і виникає всередині кільця контактного тиску при всіх поєднаннях допусків на розміри канавки і кільця. Цілеспрямованих досліджень з даного питання не проводилося. У технічній літературі є вказівки про вибір розмірів канавки з досить широкими межами. Наприклад, д ля номенклатури стандартних кілець круглого перетину встановлений ряд виконавчих розмірів канавок, розрахованих з запасом за обсягом іноді до 50%, виходячи з можливості застосування ущільнень для самих різних середовищ. Представлені теоретичні викладки дозволяють точніше визначати розміри канавок, що забезпечують герметичність ущільнень з урахуванням різних факторів.

Основна частина

На забезпечення герметичності нерухомих контактних ущільнень істотно впливають величина коефіцієнтаε стиснення і виникає всередині кільця контактний тискp до. В елічіна коефіцієнтаε стиснення визначається відносною деформацією стиснення і мало залежить від діаметра перетинуd, тому для всіх розмірів кілець вибирається однакова величина деформаціїε \u003d 100. (d- h)/ d, де h - сума глибини канавки і зазору між деталями з урахуванням ексцентриситету.

Внаслідок стиснення кільця в канавці відбувається його сплющування ущільнюються поверхнями. При розрахунку розмірів канавки необхідно враховувати те, що ширина канавки визначається її обсягом і суттєво впливає на габарити з'єднання.Розміри канавки повинні забезпечувати деформацію стиску кільця по перетину для створення необхідного контактного тиску при всіх поєднаннях допусків на розміри канавки і кільця. Кільце має розташовуватися в канавці в ширину вільно, а обсяг канавки повинен бути більше обсягу кільця з урахуванням об'ємного набухання кільця в середовищі робочих рідин і несприятливих сполучень допусків геометричних розмірів і виробничих ситуацій.

На працездатність пружного еластомерного кільця негативно впливає рухливість стисненого кільця в канавці. Для зменшення переміщення кільця в канавці бажано призначати її ширину, що дорівнює довжині стисненого перерізу деформованого кільця .

Процес набухання обумовлений дифузійним проникненням рідини в обсяг еластомеру, заповнюючи наявні в ній порожнечі, і одночасно, впливають на ланки макромолекул каучуку, зраджую структуру матеріалу. Процес супроводжується зміною маси і об'єму еластомеру за рахунок поглинання еластомером рідини. Для таких матеріалів, що володіють властивістю об'ємного набухання, необхідно передбачати канавки з більшою шириною, тобто відповідно зі збільшенням обсягу канавки. При тривалій роботі ущільнень в різних температурних режимах спостерігається збільшення початкового об'єму еластомерних кілець на 10 ... 15%.

Відповідно до положення кільця в канавці, який визначається не тільки геометрією, але впливом зовнішніх сил (тиску робочого середовища, пружини і т.п.), профіль перетину круглого кільця може мати види, представлені на рис.1, а, бі в.

Мал. 1. Розташування деформованого кільця в канавці
а- установка кільця в корпусі без тиску; б - з тиском до 16 МПа; в - при тисках в корпусі \u003e\u003e 16 ... 20 МПа

стан а відповідає моменту установки кільця в корпус гідропристрої в умовах зберігання виробу при тискур ≤ 0,05 МПа всередині корпусу; стан б - роботі кільця ущільнювача при впливі тиску робочого середовища на кільце справа 0,05< р < 16 МПа; в - роботі при тиску робочого середовищар ≥ 16 ... 20 МПа.

Площа перетину кільця у вільному стані перед установкою в канавку дорівнюєS про= πd 2 /4 . Площа деформованого перерізу кільця між двома площинами-поверхнями канавки практично дорівнює площіперетину кільця у вільному стані перед установкою в канавку, тобтоS про= S 0деф .

Ширину канавки будемо визначати за співвідношеннямS деф= ψ S про площ перетину деформованого двома ущільнюються поверхнями і вільного (недеформованого) стану кільця, деψ - коефіцієнт, що враховує збільшенняобсягу кільця при несприятливому поєднанні допусків і об'ємне набухання кільця в середовищі робочих рідин,ψ = 1,0 ... 1,2; S про= S 0деф= 1,0.

Згідно рис. 1, а перетин деформованого перерізу еластомерного кільця можна представити у вигляді двох півкіл діаметромh і прямокутникаhl 1 . Площа перетину кільця в деформованому стані дорівнює S деф= πh 2 /4+ hl 1 . З урахуванням значення коефіцієнта стисненняε маємо величину ширини-довжини перетину деформованого кільця вільно розташованого в канавці (ширину канавки)

.

У разі деформації кільця з радіальним обмеженням однієї зі стінок каналу перетин кільця набуде вигляду, показаний на рис. 1. б, А. Перетин деформованого кільця можна представити у вигляді площі одного півкола діаметромh і прямокутникаhl 2 дорівнює S деф= πh 2 /8+ hl 2 . Ширина канавки (ширина-довжина перетину кільця) в цьому випадку дорівнює

.

На рис. 1. в показано розташування деформованого кільця, повністю заповнює перетин канавки (l 3 \u003d В 3). Ширина канавки (довжина розтину кільця) в цьому випадку дорівнює

.

величина У 3 визначена в частках вихідного діаметраdкруглого кільця.Ширина ущільнюючого паскаl 3 впливає на герметичність - чим більше ця ширина, тим більше перекривається базових опорних довжин профілю нерівностей, які характеризують шорсткість поверхні ущільнюваної поверхні.

У таблицях 1, 2 і 3 наведені відповідно до станів а Б В (Мал.1) результати розрахунків ширини канавки в залежності від велічіни коефіцієнтаε стиснення і коефіцієнта ψ , Що враховує збільшення обсягу кільця.

табл.1

залежність ε і ψ стану а .

В 10	ψ = 1,0	0,785	0,872	0,981	1,120	1,308
ОБ 11	ψ = 1,1	0,864	0,959	1,08	1,234	1,44
О 12	ψ = 1,2	0,942	1,046	1,178	1,346	1,527

табл.2

залежність ширини канавки В від коефіцієнтівε і ψ стану б .

У 20	ψ = 1,0	0,893	0,969	1,067	1,20	1,373
У 21	ψ = 1,1	0,971	1,056	1,165	1,309	1,504
У 22	ψ = 1,2	1,05	1,143	1,264	1,421	1,635

табл.3

залежність ширини канавки В від коефіцієнтівε і ψ стану в .

У 30	ψ = 1,0		1,06	1,16	1,27	1,44
У 31	ψ = 1,1	1,079	1,154	1,26	1,36	1,57
У 32	ψ = 1,2	1,157	1,24	1,35	1,50	1,70

Допуску геометричних розмірів перетинів кільця і \u200b\u200bканавки можна враховувати збільшенням коефіцієнтаψ на 0,02 ... 0,3.

висновок

При визначенні розмірів канавкиh і B слід керуватися наступними положеннями:

глибина канавкиh повинна відповідати необхідному коефіцієнту стисненняε , Що забезпечує збереження герметичності протягом заданих умов експлуатації;

Ширину канавки В слід виконувати з урахуванням об'ємного набухання матеріалу кільця і \u200b\u200bзабезпеченням можливо меншою поздовжньої рухливістю стисненого кільця в канавці.

Список літератури

1. Захаров Б.С. Ущільнення валів нафтових насосів (огляди, статті, винаходи). М .: АТ ВНДІ ВОЕНГ, 2006. 360с.

2. Продан В.Д., Божко Г.В., Васильєв А.В., Ісакова М.А. Оцінка коефіцієнта бокового тиску сальникових набивань з урахуванням радіальних навантажень // Хімічне і нафтогазове машинобудування. 2010. №4. С. 28-29.

3. Кондаков Л.А., Голубєв А.І., Овандер В.Б. і ін. Ущільнення і ущільнювальна техніка: Довідник / під заг. ред. А.І. Голубєва, Л.А. Кондакова. М .: Машинобудування, 1986. 464с.