Реферат: Уплотнение неподвижных соединений

исключить раздавливание прокладки, ее необ­ходимо выполнять из твердого или полутвердого материала, армировать или ограничивать силу затяжки.

В конструкции на рис. 21,2 прокладка заключена в замкнутое кольце­вое пространство, образованное выточкой в корпусе. Материал прокладки может течь только в сторону резьбы, что улучшает условия уплотнения.

В конструкции на рис. 21,3-5 уплотнение достигается в результате деформации прокладки при затяжке детали на жесткий торец до отказа и определяется разностью высот прокладки и канавки под прокладку.

На рис. 21,6,7 приведены способы уплотнения по внутреннему торцу детали. Как и в предыдущих случаях, затяжку производят до упора торца детали в корпус. В конструкции на рис. 21,7 прокладка установ­лена в замкнутом кольцевом пространстве и не может быть выдавлена при затяжке, как в конструкции на рис. 21,6. Затяжка детали возможна или на прокладку, или на жесткий торец; в последнем случае объем кольцевого пространства должен быть больше объема прокладки. Сила уплотнения определяется разностью высоты прокладки и высоты кольцевого пространства (при полной затяжке детали).

В конструкции на рис. 21,8 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.

4.2.1. Уплотнение ввёртных деталей без прокладок

На рис. 22 показаны способы уплотнения ввертных деталей без прокладок или с металлическими уплотняющими элементами. Завертывание на конической резьбе (рис. 22,1 ) обеспечивает полную герметичность, особеннo если корпус выполнен из пластичного металла. Остальные, приведенные на рис. 22 конструкции уплотнений основаны на пластической деформации материала корпуса или материала ввертываемой детали. Их можно применять для редко разбираемых или неразъемных соединений.

На рис. 22,2,3 изображены способы уплотнения острыми кольцевыми гребешками. Гребешок выполняют на детали из более твердого материала (в конструкции.на рис. 22,2 гребешок выполнен на корпусе, на рис. 22,3 - ввертной детали) и при завертывании врезается в мягкий материал, обеспечивая уплотнение. На рис. 22,4,5 приведены аналогичные уплотнения с применением отдельных кольцевых шипов, выполняемых из закаленной стали. Материал ввертной детали и корпуса в данном случае должен быть мягче материала шипового кольца.

На рис. 22,6-8 показаны способы уплотнения, основанные и пластической деформации резьбы корпуса. В конструкции на рис. 22, 6 резьба на ввертной детали выполнена со сбегом; при завертывании детаи неполные витки резьбы сминают витки корпуса, обеспечивая герметичность соединения. В конструкции на рис. 22, 7 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 рис. 22,8 те же функции выполняет цилиндрический поясок на резьбе ввертной детали. Соединения, приведенные на рис.22,7,8 — неразъемные.

4.3. Глухие резьбовые соединения

На рис. 23 показаны способы гермети­зации глухих резьбовых соединений большого диаметра, работающих при высоких температурах и высоких внутренних давлениях. Соединения такого типа выполняют на тугой резьбе и свертывают, предварительно подогрев и охватывающую деталь или охладив охватываемую деталь.

Резьбу выполняют с высокой степенью точности фрезерованием или шлифованием. Перед свертыванием резьбу смазывают герметизирующимимазями. При необходимости улучшить теплопереход в состав мазей вводят металлические наполнители (алюминиевую, бронзовую или цинковую пудру).

Кроме того, герметичность обеспечивают рядом дополнительных мер: упором соединительных деталей в торец непосредственно (рис. 23,1 ) или через прокладки (рис.23,2, 3 ) из пластичных металлов (свинца, крас­ной меди, алюминия), кольцевыми шипами (рис. 23, 4-6), посадкой на точно обработанных цилиндрических поясках (рис. 23,7,8), затяжкой на конус (рис. 23,9-11). В конструкции на рис. 23,12 резьба охватываемой детали на участке а срезана на конус; соответствующий участок на охватывающей детали — гладкий. При ввертывании охватываемая деталь нарезает на этом участке резьбу.

Надежность описанных уплотнений возрастает, если уплотняющие эле­менты расположить не внутри соединения, как показано на рис. 23,1-12, где они подвержены действию высокого давления, а снаружи, куда давление доходит только при прорыве уплотняемой жидкости или газов через витки резьбы, и то значительно ослабленным в результате дросселирования в витках резьбы. На рис. 23, изображены такие конструкции с уплотнением прокладками (рис. 23,13,14), конусами (рис. 23, 15), кольцевыми шипами (рис. 23, 16), пружинными кольцами (рис. 23, 17), резьбой со сбегом (рис.23, 18).

В конструкциях на рис. 23, 19-22 уплотнение достигается обжа­тием крайних витков охватывающей детали коническими кольцами и гайками. В конструкциях на рис. 23, 23, 24 обжатие осуществляетсянапрессовкой бандажей на охватывающую деталь. Иногдаобжатие осуществляют затяжкой охватывающей детали хомутом.

5. УПЛОТНЕНИЕ НЕКОТОРЫХ ЖИДКОСТНЫХ СТЫКОВ

5.1. Уплотнение цилиндрических стыков

На рис. 24 показаны способы уплотнения цилиндрических стыков, подверженных давлению жидкости (случай «мокрых» гильз поршневых двигателей внутреннего сгорания с жидкостным охлаждением).

Простейший вид уплотнения — установка резинового кольца круглого сечения в канавке гильзы (рис. 24,7 ). В свободном состоянии кольцо выступает над поверхностью гильзы, при введении гильзы в охлаждающую рубашку кольцо сжимается и уплотняет стык гильзы и рубашки. Для уве­личения надежности уплотнения устанавливают последовательно несколько колец (рис. 24, 1 ).

Улучшенная конструкция этого уплотнения показана па рис. 24,3 . 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, пропорциональной давлению. Между кольцами расположена выточка, сообщающаяся дренажным отверстием с атмосферой. В случае прорыва через первое кольцо жидкость стекает через дренажные отверстия наружу; второе кольцо, разгруженное в данном случае от давления, предупреждает дальнейшее просачивание жидкости.

Для увеличения надежности на рабочей стороне уплотнения устанавливают несколько колец (рис. 24, 4). Другие формы канавок и колец покозаны на рис. 24, 5. Во всех случаях необходимо, чтобы сечение канавки ныло 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 (рис. 24, 6).

Иногда уплотнение подвергают осевой затяжке. Особенно просто это осуществляется в

случае, когда рубашка отъемная (рис. 24, 7, 8). Суммарную высоту элементов уплотнения в данном случае делают несколько больше высоты канавки на величину a ; при стягивании зазорa выбирается, и в уплотнении возникает осевой натяг.

При неразъемных рубашках осевую затяжку осуществляют гайкой, ввер­тываемой в рубашку (рис. 24, 9) или навертываемой на гильзу (рис. 24,10).

Во избежание перетяжки уплотняющих колец и для поддержания постоянства натяга в эксплуатации в соединение вводят упругие элементы в виде конических пружинных колец (рис. 24, 11 ) или гофрированных кольцевых пружин круглого сечения (рис. 24, 12).

5.2. Уплотнение плоских стыков

В машиностроении нередко необходимо уплотнять стыки полостей, содержащих жидкости и сообщающихся между собой фигурными окнами или круглыми отверстиями. Их уплотняют листо­выми прокладками из упругих материалов. Стыки, подверженные воздей­ствию высоких давлений и температур (например, стыки блочных головок двигателей внутреннего сгорания с блоком охлаждающих рубашек) уплот­няют армированными прокладками из асбеста.