Прокладки из мягких материалов

Прокладки из мягких материалов после однократного пользования под­лежат замене.

Редко разбираемые соединения уплотняют материалами, которые в сты­ках расплющиваются, а именно: хлопчатобумажной ниткой, проваренной в масле; резиновыми нитками и шнурами; просаленными асбестовыми шнурами; проволокой из свинца, алюминия или отожженной красной меди. Последние два способа применяют для соединений, работающих при высо­ких температурах.

Прокладки из мягких материалов применяют для соединений, стягива­емых болтами, шпильками и т. д., когда прокладка при затяжке подвер­гается только сжатию. Прокладки, испытывающие при затяжке сдвиг (на­пример, прокладки под ввертные штуцеры, пробки), изготовляют из более Прочных и жестких материалов, например из фибры, свинца и отожжённой красной меди.

   

Армированные прокладки

Применяют также армированные прокладки, состоящие из упругого ма­териала (резины, пластика, асбеста и т. д.), заключенного в оболочку из мягкого металла (меди, латуни).

Разновидности таких прокладок показаны на рис.1, 1-6                     

На рис. 2 показан пример применения армированной прокладки для уплотнения ввертного штуцера. Прокладки такого типа могут быть исполь­зованы многократно.

1.2. Установка листовых прокладок

Прокладки должны быть зафиксированы относи­тельно уплотняемых поверхностей и затянуты по всей поверхности.

Типичные ошибки установки прокладок представлены на рис. 3. В конструкции на рис. 3, 1, прокладка не зафиксирована в радиальном направ­лении и может быть сдвинута при установке и выдавлена при затяжке. Центрирование прокладки по стержню стяжного болта (рис. 3, 2) не дает эффекта, так как центрирование осуществляется вслепую после установки 

прокладки и крышки; значительная часть прокладки находится навесу и не зажимается уплотняемыми поверхностями.

Правильная конструкция показана на рис. 3, 3. Здесь прокладка центрируется на крышке буртиком, предохраняющим ее от выдавливания внутрь.

В соединениях, собираемых на шпильках (рис. 4, 1), допустимо центрировать прокладку по стержням шпилек; при монтаже прокладка надевает­ся на шпильки и притягивается привертываемой деталью, например крыш­кой. В соединениях на ввертных болтах правильнее вводить центрирующий руртик (рис. 4, 2); в данном случае прокладку укладывают на крышку, подравнивают по отверстиям в крышке и вместе с ней устанавливают на корпус.      

Следует учитывать, что прокладки, особенно имеющие значительную толщину, при затяжке деформируются. Если придать прокладке размеры, соответствующие номинальным размерам уплотняемых поверхностей (рис. 5, 1), то при затяжке прокладка выдавливается наружу, что портит внеш­ний вид соединения, и внутрь, что в случае трубопроводов и каналов может заметно сузить проходное сечение (рис. 5, 2).

В таких случаях правильно делать наружный размер прокладки несколь­ко меньше (на 0, 5 — 1 мм), а внутренний — несколько больше номинала (рис. 5, 3) с таким расчетом, чтобы края прокладки послезатяжки сов­падали с краями уплотняемых поверхностей.

Параметр Ra шероховатости должен быть не более 1, 6 мкм (рис. 6), иначе добиться герметичности соединения трудно.

УПЛОТНЕНИЕ ЖЕСТКИХ СТЫКОВ

 2.1. Задача уплотнения

Уплотнение прокладками из мягких материалов всегда сопряжено с большим или меньшим изменением расстояния между уплотняемыми деталями. В машиностроении нередко возникает задача уплотнения стыков типа «металл по металлу» с соблюдением точного взаимного расположения стыкуемых деталей. Таков, например, случай соединения частей корпусов, содержащих опоры скольжения или качения и т. д.

Задача уплотнения, таких жестких стыков решается несколькими спо­собами. Неразборные и редко разбираемые соединения уплотняют герме­тизирующими составами, например бакелитом, белилами, суриком, жид­ким стеклом и т. д.

 

Способы уплотнения

Промышленность выпускает широкий ассортимент герметиков, предназ­наченных для работы в разнообразных соединениях. К их числу от­носятся:             

1) герметик У-З0М на основе тиоколового каучука; м'асло-, бензо- и во­достоек, отличается высокой газонепроницаемостью; диапазон рабочих тем­ператур от —50 до +130°С; адгезия к металлу высокая;

2) герметик ВТУР на основе тиокола с динзоцианатом; масло-, бензо- и водостоек, отличается высокой газонепроницаемостью, диапазон рабочих температур от —50 до +130°С; адгезия к металлу высокая;

3) герметик ВГХ-180 - фенолформальдегидная смола с натуральным ка­учуком; масло- и водостоек; диапазон рабочих температур от —50 до +130°С; высокая адгезия к металлу, под действием бензина и керосина набухает;

4) герметик 5Ф-13 — фторкаучук с эпоксидной смолой ЭД-б; бензо-, масло- и водостоек; диапазон рабочих температур от —50 до +200°С; адгезия к металлу невысокая;

5) герметики ВИКСИНТ У-1-18, ВМТ-1 на основе полисилоксанов; масло- и водостойки; теплостойкость до 300°С; в бензине и керосине набухает; адгезия к металлу невысокая.

Герметики выпускаются в виде паст и лаков.Их наносят на уплотняе­мые поверхности поливом, кистью или шпателем. Устойчивая, гермети­зирующая пленка образуется в среднем через пять-шесть суток.

Для соединений, работающих при особо высоких температурах, при­меняют силоксановые эмали (кремнийорганические пластикаты с порошко­образным металлическим наполнителем — Al, Zn), выдерживающие темпе­ратуру до 800°С.

При затяжке избыток герметизирующего состава выдавливается; на стыке остается тонкая пленка (толщиной в несколько микронов или сотых долей миллиметра), практически не влияющая на точность взаимного рас­положения соединяемых деталей. Соединения, собираемые на герметизирующих составах, с трудом под­даются разборке, особенно после работы вгорячую. В таких соединениях необходимо предусматривать съемные устройства.

Особо точные разъемные стыки типа «металл по металлу» уплотняют путем тонкой плоскостной обработки — притиркой или шабрением.

П р и т и р к е подвергают поверхности разъема, предварительно начисто обработанные строганием широкими резцами, тонким фрезерованием или шлифованием. Притирку производят на притирах-плитах из чугуна или специального стекла (пирекс) с точно обработанными плоскостями. Изде­лие прижимают к притиру, которому сообщают кругообразное движение небольшой амплитуды.

Притирку производят на различных притирочных материалах. Чаще всего применяют стеклянную пудру, порошки карборунда (карбид крем­ния), корунда (кристаллическая окись алюминия), карбида бора, алмазную пыль (для твердых металлов). В качестве смазки применяют машинное масло, керосин, жирные кислоты.

Притирку ведут сначала на шлифпорошках с размером зерна не более 100 мкм, затем переходят на микропорошки. Окончательную доводку про­изводят на пасте ГОИ, состоящей в основном из окиси хрома с добавле­нием связующих и смазывающих веществ (стеарина, керосина, олеиновой кислоты и т. д.). Иногда производят притирку соединяемых плоскостей непосредственно друг по другу.

Притирка — трудоемкий и дорогой процесс, поэтому ее применяют для особо ответственных стыков. В последнее время процесс притирки меха­низируют. В некоторых случаях притирку можно заменить производитель­ными методами чистового строгания и чистового фрезерования.

Шабрение производят обычно в следующей последовательности. Сначала шабрят по плитам одну плоскость разъема до получения двух-пяти пятен контакта на 1 см². Пришабренную по плите плоскость по­крывают тонким слоем краски (лазурь), устанавливают на нее стыкуемую деталь, легкими кругообразными движениями переводят на нее краску и удаляют шаберами следы краски. Эту операцию производят многократно до получения необходимой точности прилегания. Шабрение является весь­ма трудоемким процессом и в серийном производстве применяется редко.

Притертые или пришабренные поверхности при сборке покрывают тон­ким слоем герметизирующей мастики. Мастики чаще всего изготовляют из разведенной на вареной олифе тонкотертой краски (свинцовые белила, свинцовый сурик, охра и т. д.), железной пудры или серебристого графита с маслом. Применяют также суспензию коллоидального графита в масле. Иногда соединяемые поверхности натирают всухую серебристым графитом.

Для надежного уплотнения стыков типа «металл по металлу» требу­ется повышенная жесткость фланцев и частое расположение стягивающих болтов.

Другой способ уплотнения жестких стыков заключается в установке на стыкуемых поверхностях утопленных упругих прокладок прямоугольного или круглого сечения. Прокладки устанавливают в канавках, выполненных по всей периферии стыка. В свободном состоянии прокладка выступает над поверхностью стыка на строго определенную величину а (рис. 7, 1), зависящую от материала прокладки и желаемой силы уплотнения. При затяжке стыкуемые поверхности доводят до соприкосновения, причем мате­риал прокладки упруго или пластически деформируется, осуществляя уплот­нение поверхностей (рис. 7, 2).

  

 

Для увеличения герметичности на уплотняемых поверхностях делают мелкие канавки

(рис. 8), в которые затекает деформируемый материал прокладки. С той же целью прокладку делают гребенчатой (рис. 9). При затяжке гребешки сминаются, образуя ряд канавок, действующих по­добно лабиринтному уплотнению.

Сечение канавки должно быть больше сечения прокладки, для того что­бы не препятствовать деформации прокладки.

Материал прокладки выбирают в зависимости от условий работы стыка. Для стыков, работающих в нормальных условиях, применяют резину, пластики; для стыков, работающих при повышенных температурах, — пла­стичные металлы: свинец, алюминий, отожженную красную медь и т. д. Хорошее уплотнение обеспечивают прокладки из красной меди с гальва­ническим кадмиевым покрытием.

На рис. 10 изображено уплотнение упругой прокладкой, установлен­ной в замкнутом

 

 

пространстве, образованном канавкой на одной из по­верхностей и гребешком на другой. Этот способ применяют преимущест­венно для круглых фланцев, у которых канавки и шипы могут быть изго­товлены точением с необходимой степенью точности.

Круглые фланцы уплотняют также упругими металлическими кольцами (рис. 11), чаще всего Z-образного сечения (так называемые гофровые кольца). Формы гофровых колец показаны (в порядке возрастающей упругости) на рис. 12. Круглые фланцы с центрирующими буртиками уплотняют шнурами из упругих материалов (резины, синтетики), которые закладывают в канавки, проделанные в буртике (рис. 13). При таком расположении на стыке обеспе­чивается чистый контакт «металл по металлу». Этот способ применяют только для «холодных» стыков.

На рис. 14 показан способ установки прокладки в открытой канавке на периферии стыка. Преимущество этого способа заключается в том, что прокладка предохраняет стык от внешних воздействий и предупреждает коррозию металлических поверхностей стыка. Примеры установки перифе­рийных прокладок приведены на рис. 15, 1, 2.

   

 

                   

 

     

 

 

2.3. Уплотнение круглых отверстий и каналов

 Встречаются случаи, когда в стыках «металл по металлу» требуется уплотнить круглые отверстия и каналы, служащие, например, для подвода смазочного масла, перепуска охлаждающей жидкости и т. д.

На рис. 16 изображено уплотнение масляного канала подшипника. При­менение мягкой прокладки (рис. 16, 1) здесь недопустимо, так как при затяжке изменяется положение вала относительно смежных деталей.Например, если вал приводится в движение зубчатыми колесами, затяжка может нарушить правильное зацепление колес. В таких случаях применяют уплотняющие вставки (рис. 16, 2).             

На рис. 17, 1-3 показаны вставки из упругого материала (резины пластиков и т. п.). Уплотнение достигается за счет торцового (рис. 17, 1, 2)или радиального (рис. 17, 3) обжатия вставок. Иногда применяют металлические вставки в виде втулок в сочетании с упругими уплотняющими элементами (рис. 17, 4-6). Металлические вставки могут быть использованы также в качестве контрольных штифтов.

УПЛОТНЕНИЕ ФЛАНЦЕВ

На рис. 18 показаны способы уплотненияцилиндрических фланцев, например фланцев корпусных деталей.

На рис. 18, 1 изображено простейшее уплотнение мягкой прокладкой из листового материала. Остальные уплотненияна рис. 18 относятся к уплотнениям соединений типа «металл по металлу». На рис. 18, 2-6 показаны уплотнения шнуром из упругого ма­териала (резины, пластиков), устанав­ливаемым в выточку на торце флан­ца или корпуса. Подобные торцовые уплотнения заставляют разносить кре­пежные болты в радиальном направлении и увеличивать тем самым радиальные размеры фланца; торцовые уплотнения с канавками в теле фланца, кроме того, ослабляют фланец. В этом отношении лучше угловые уплотнения (рис. 18, 7-14). Наиболее удобны конструкции, в которых уплотняющий шнур заводится в выточку в теле фланца, составляя с ним при монтаже одно целое (рис. 18, 8, 9, 11, 12, 14).

Уплотнения на рис. 18, 10, 11, 14) рассчитаны на повышенное дав­ление в уплотняемой полости и основаны на манжетном эффекте: давление 11 уплотняемой полости, заставляя шнур перемещаться в суживающееся пространство канавок, увеличивает силу прижатия шнура к уплотняемым поверхностям.

На рис. 18, 15-18 показаны уплотнения с торцовой затяжкой шнура, устанавливаемого в кольцевом пространстве между фланцем и кор­пусом. В конструкции на рис. 18, 15 существует опасность выдавливания прокладки из кольцевой канавки. Эта конструкция требует применения жестких уплотняющих прокладок. На рис. 18, 19-21 изображены радиальные уплотнения: шнур за­кладывают в кольцевую выточку в центрирующем пояске фланца или кор­пуса; уплотнение осуществляется в результате радиальной деформации шнура при установке фланца. Наиболее удобны по монтажу конструкции, в которых шнур устанавливают в выточку во фланце. В конструкции на рис.18, 21 канавка под шнур выполнена наклонной, что придает уп­лотнению манжетное свойство. На рис. 18, 22-24 приведены при­меняемые на крупногабаритных фланцах уплотнения чисто, манжетного типа.

На рис. 19, 1, 2показаны манжетные уплотнения стыка трубопроводов.

⇐ Предыдущая1234Следующая ⇒

Поделиться: