Реферат: Уплотнение неподвижных соединений

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ГЕОДЕЗИИ И КАРТОГРАФИИ

ПО ДЕТАЛЯМ ПРИБОРОВ И ОСНОВАМКОНСТРУИРОВАНИЯ

НА ТЕМУ: «УПЛОТНЕНИЕ НЕПОДВИЖНЫХ СОЕДИНЕНИЙ»

ВЫПОЛНИЛ: студент 3-его курса

факультета оптического приборостроения

МОЛОТКОВ Л.Е.

ПРОВЕРИЛ:

ВАРФОЛОМЕЕВ Д.И.

МОСКВА 2001

СОДЕРЖАНИЕ

Введение___________________________________________________________3

1. Листовыепрокладки______________________________________________3

1.1. Прокладочный материал. Видыпрокладок_______________________3

1.1.1. Уплотняющиесоставы______________________________________3

1.1.2. Прокладки из мягкихматериалов____________________________4

1.1.3. Армированныепрокладки___________________________________4

1.2. Установка листовых прокладок_________________________________5

2. Уплотнение жёсткихстыков______________________________________ 6

2.1. Задачауплотнения_____________________________________________6

2.2. Способыуплотнения___________________________________________6

2.3. Уплотнение круглых отверстий иканалов_______________________11

3. Уплотнениефланцев_____________________________________________11

4. Уплотнение резьбовыхсоединений________________________________12

4.1. Способы уплотнений резьбовыхсоединений_____________________12

4.2. Уплотнение ввёртныхдеталей_________________________________12

4.2.1. Уплотнение ввёртных деталей безпрокладок_________________14

4.3. Глухие резьбовыесоединения_________________________________ 15

5. Уплотнение некоторых жидкостныхстыков_______________________17

5.1. Уплотнение цилиндрическихстыков___________________________17

5.2. Уплотнение плоскихстыков___________________________________18

6. Уплотнение цилиндрическихповерхностей_________________________18

7. Уплотнение легкосъёмныхкрышек________________________________19

8. Резина как уплотняющийматериал_______________________________ 20

8.1. Виды резин и их физические свойства __________________________20

8.2. Армирование резины_________________________________________21

8.3. Механические способы крепления резиновыхпрокладок_________ 22

Список использованной литературы__________________________________23

Отчёт содержит 24 страницы, 31рисунок, 3 источника.

Ключевые слова: маслосодержащая полость, прессшпан,паронит, графит чешуйчатый, касторовое масло, ввёртный штуцер, термостойкиемази, герметики, стыки типа «металл по металлу», притирка, шлифпорошок,шабрение, утопленные упругие прокладки, периферия стыка, упругие механическиекольца, «холодные» стыки, высота кольцевого пространства, острые кольцевыегребешки, глухие резьбовые соединения.

ВВЕДЕНИЕ

Объектом исследования данного отсчёта является уплотнениенеподвижных соединений.

Целью работы автор поставил ознакомление начинающегоконструктора с разновидностями областей применения уполотнений для неподвижныхсоединений.

Поставленный вопрос исследуется путём доработки исбора информации от нескольких

источников, в которых приводитсяданная тема.

Основная область, где применяется собранная в данномотчёте информация, является точное приборостроение.

1. ЛИСТОВЫЕ ПРОКЛАДКИ

Дляобеспечения герметичности плоские стыки чаще всего уплотняют листовымипрокладками из упругого материала. Как правило, на прокладках ставят крышкимаслосодержащих резервуаров, работающих под давлением или вакуумом, фланцытрубопроводов и т. д. На мягких прокладках собирают также части корпусовмеханических передач (в тех случаях, когда нет необходимости выдерживатьточное взаимное расположение частей).

1.1. Прокладочный материал. Виды прокладок

Прокладочный материал выбирают в зависимости от условийработы, величины давления, температурного режима и т. д. Для уплотнения соединенийобщего назначения, например крышек маслосодержащих полостей, чаще всегоприменяют прокладочную бумагу толщиной 0,05—0,15 мм, кабельную бумагу (бумагу,пропитанную бакелитом или другими синтетическими смолами), прокладочный картонтолщиной 0,5—1,5 мм, прессшпан и т. д. Наилучшими свойствами обладают прокладкииз синтетических материалов типа полихлорвинила и политрифторэтилена.

1.1.1.Уплотняющиесоставы

Для соединений, работающихпри высоких температурах, применяют прокладочные материалы с асбестом(асбестовую бумагу, асбестовый картон и т. д.). Паропроводы

уплотняютчаще всего паронитом, представляющим собой композицию асбеста с натуральнойили синтетической резиной. Паронит выдерживает температуру до 450°С. Привысоких температурах применяют также листовые прокладки из пластичных металлов— листового свинца, алюминиевой и медной фольги и т. д. Такие прокладки — требуют повышенного усилия затяжки.

В случаях, когда наряду суплотнением требуется еще регулирование расстояния между стыкуемыми деталями,применяют ш и м ы — набор прокладок из тонкой (0,05 мм) латунной или меднойфольги (например, для регулирования натяга и одновременного уплотнения в парныхустановках конических или радиально-упорных подшипниках качения).

Для увеличения надежности уплотненияпрокладки смазывают уплотняющими составами. Бумажные и картонные прокладкиставят на вареной олифе, шеллаке, бакелите-сырце, жидком стекле, сурике,белилах и т, д.

Хорошими герметизирующимисвойствами обладает мазь следующего состава: шеллак 35%; спирт 55%; графитчешуйчатый 6%; касторовое масло 3%; краситель (охра) 1%.

Широко применяют также герметики— уплотняющие мази разнообразной рецептуры, преимущественно на основенатуральной или синтетическое резины, с соответствующими растворителями. Дляуплотнений, работающих при высоких температурах, применяют термостойкие мази,напримег этилсиликат, силоксановые эмали и т. д.

1.1.2. Прокладки из мягкихматериалов

Прокладки из мягких материаловпосле однократного пользования подлежат замене.

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

Прокладки измягкихматериалов 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.

1.1.3. Армированные прокладки

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

Разновидности таких прокладокпоказаны на рис.1, 1-6

На рис. 2 показан примерприменения армированной прокладки для уплотнения ввертного штуцера. Прокладкитакого типа могут быть использованы многократно.

1.2. Установка листовых прокладок

Прокладки должны бытьзафиксированы относительно уплотняемых поверхностей и затянуты по всейповерхности.

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

прокладки и крышки; значительнаячасть прокладки находится навесу и не зажимается уплотняемыми поверхностями.

Правильная конструкция показана нарис. 3,3. Здесь прокладка центрируется на крышке буртиком, предохраняющим ее отвыдавливания внутрь.

В соединениях, собираемых нашпильках (рис. 4,1), допустимо центрировать прокладку по стержнямшпилек; при монтаже прокладка надевается на шпильки и притягиваетсяпривертываемой деталью, например крышкой. В соединениях на ввертных болтахправильнее вводить центрирующий руртик (рис. 4,2); в данном случае прокладкуукладывают на крышку, подравнивают по отверстиям в крышке и вместе с нейустанавливают на корпус.

Следует учитывать, что прокладки,особенно имеющие значительную толщину, при затяжке деформируются. Если придатьпрокладке размеры, соответствующие номинальным размерам уплотняемыхповерхностей (рис. 5,1), то призатяжке прокладка выдавливается наружу, что портит внешний вид соединения, ивнутрь, что в случае трубопроводов и каналов может заметно сузить проходноесечение (рис. 5,2).

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

Параметр Ra шероховатости должен быть не более1,6 мкм (рис. 6), иначе добитьсягерметичности соединения трудно.

2. УПЛОТНЕНИЕ ЖЕСТКИХ СТЫКОВ

2.1. Задача уплотнения

Уплотнениепрокладками из мягких материалов всегда сопряжено с большим или меньшимизменением расстояния между уплотняемыми деталями. В машиностроении нередковозникает задача уплотнения стыков типа «металл по металлу» с соблюдениемточного взаимного расположения стыкуемых деталей. Таков, например, случайсоединения частей корпусов, содержащих опоры скольжения или качения и т. д.

Задача уплотнения, таких жесткихстыков решается несколькими способами. Неразборные и редко разбираемыесоединения уплотняют герметизирующими составами, например бакелитом, белилами,суриком, жидким стеклом и т. д.

2.2. Способы уплотнения

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

1) герметик У-З0М наоснове тиоколового каучука; м'асло-, бензо- и водостоек, отличается высокойгазонепроницаемостью; диапазон рабочих температур от —50 до +130°С; адгезия кметаллу 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, поддействием 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 кметаллу невысокая;

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

Герметики выпускаются в виде пасти лаков.Их наносят на уплотняемые поверхности поливом, кистью илишпателем. Устойчивая, герметизирующая пленка образуется в среднем черезпять-шесть суток.

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

При затяжке избытокгерметизирующего состава выдавливается; на стыке остается тонкая пленка(толщиной в несколько микронов или сотых долей миллиметра), практически невлияющая на точность взаимного расположения соединяемых деталей. Соединения,собираемые на герметизирующих составах, с трудом поддаются разборке, особеннопосле работы вгорячую. В таких соединениях необходимо предусматривать съемныеустройства.

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

П р и т и р к е подвергаютповерхности разъема, предварительно начисто обработанные строганием широкими резцами,тонким фрезерованием или шлифованием. Притирку производят на притирах-плитах изчугуна или специального стекла (пирекс) с точно обработанными плоскостями. Изделиеприжимают к притиру, которому сообщают кругообразное движение небольшойамплитуды.

Притирку производят наразличных 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 применяютмашинное масло, керосин, жирные кислоты.

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

Притирка — трудоемкий и дорогойпроцесс, поэтому ее применяют для особо ответственных стыков. В последнее времяпроцесс притирки механизируют. В некоторых случаях притирку можно заменитьпроизводительными методами чистового строгания и чистового фрезерования.

/> Шабрениепроизводят обычно в следующей последовательности. Сначала шабрят по плитам однуплоскость 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 движениямипереводят на нее краску и удаляют шаберами следы краски. Эту операциюпроизводят многократно до получения необходимой точности прилегания. Шабрениеявляется весьма трудоемким процессом и в серийном производстве применяетсяредко.

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

Для надежного уплотнения стыковтипа «металл по металлу» требуется повышенная жесткость фланцев и частоерасположение стягивающих болтов.

Другой способ уплотнения жесткихстыков заключается в установке на стыкуемых поверхностяхутопленных упругихпрокладок прямоугольного или круглого сечения. Прокладки устанавливают вканавках, выполненных по всей периферии стыка. В свободном состоянии прокладкавыступает над поверхностью стыка на строго определенную величину а (рис.7,1), зависящую от материала прокладки и желаемой силы уплотнения. При затяжкестыкуемые поверхности доводят до соприкосновения, причем материал прокладкиупруго или пластически деформируется, осуществляя уплотнение поверхностей(рис. 7,2).

Для увеличения герметичности науплотняемых поверхностях делают мелкие канавки

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

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

Материал прокладки выбирают взависимости от условий работы стыка. Для стыков, работающих в нормальныхусловиях, применяют резину, пластики; для стыков, работающих при повышенныхтемпературах, — пластичные металлы: свинец, алюминий, отожженную красную медьи т. д. Хорошее уплотнение обеспечивают прокладки из красной меди с гальваническимкадмиевым покрытием.

На рис. 10 изображено уплотнениеупругой прокладкой, установленной в замкнутом />

пространстве, образованном канавкойна одной из поверхностей и гребешком на другой. Этот способ применяют преимущественнодля круглых фланцев, у которых канавки и шипы могут быть изготовлены точениемс необходимой степенью точности.

Круглые фланцы уплотняют такжеупругими металлическими кольцами (рис. 11), чаще всего Z-образного сечения (такназываемые гофровые кольца). Формы гофровых колец показаны (в порядкевозрастающей упругости) на рис. 12. Круглые фланцы с центрирующими буртикамиуплотняют шнурами из упругих материалов (резины, синтетики), которыезакладывают в канавки, проделанные в буртике (рис. 13). При таком расположениина стыке обеспечивается чистый контакт «металл по металлу». Этот способприменяют только для «холодных» стыков.

На рис. 14 показан способустановки прокладки в открытой канавке на периферии стыка. Преимущество этогоспособа заключается в том, что прокладка предохраняет стык от внешнихвоздействий и предупреждает коррозию металлических поверхностей стыка. Примерыустановки периферийных прокладок приведены на рис. 15,1,2.

/>/>

2.3. Уплотнение круглых отверстийи каналов

Встречаются случаи, когда встыках «металл пометаллу» 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 призатяжке изменяется положение вала относительно смежных деталей.Например,если вал приводится в движение зубчатыми колесами, затяжка может нарушитьправильное 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 всочетании с упругими уплотняющими элементами (рис. 17,4-6).Металлические вставки могут быть использованы также в качестве контрольныхштифтов.

3. УПЛОТНЕНИЕ ФЛАНЦЕВ

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

На рис. 18,1 изображено простейшее уплотнение мягкойпрокладкой из листового материала. Остальные уплотненияна рис.18 относятся к уплотнениям соединений типа «металл по металлу». На рис. 18,2-6показаны уплотнения шнуром из упругого материала (резины, пластиков), устанавливаемымв выточку на торце фланца или корпуса. Подобные торцовые уплотнения заставляютразносить крепежные болты в радиальном направлении и увеличивать тем самымрадиальные размеры фланца; торцовые уплотнения с канавками в теле фланца, крометого, ослабляют фланец. В этом отношении лучше угловые уплотнения (рис. 18,7-14).Наиболее удобны конструкции, в которых уплотняющий шнур заводится в выточку втеле 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 давлениев уплотняемой />полости и основаны на манжетномэффекте: давление 11 уплотняемой полости, заставляя шнур перемещаться всуживающееся пространство канавок, увеличивает силу прижатия шнура куплотняемым поверхностям.

На рис. 18,15-18 показаны уплотнения с торцовой затяжкой шнура,устанавливаемого в кольцевом пространстве между фланцем и корпусом. Вконструкции на рис. 18,15существует опасность выдавливания прокладки изкольцевой канавки. Эта конструкция требует применения жестких уплотняющихпрокладок. На рис. 18,19-21 изображены радиальные уплотнения: шнур закладываютв кольцевую выточку в центрирующем пояске фланца или корпуса; уплотнениеосуществляется в результате радиальной деформации шнура при установке фланца.Наиболее удобны по монтажу конструкции, в которых шнур устанавливают в выточкуво фланце. В конструкции на рис.18,21 канавка под шнур выполненанаклонной, что придает уплотнению манжетное свойство. На рис. 18, 22-24приведены применяемые на крупногабаритных фланцах уплотнения чисто, манжетноготипа.

На рис. 19,1,2показаныманжетные уплотнения стыка трубопроводов.

4. УПЛОТНЕНИЕ РЕЗЬБОВЫХ СОЕДИНЕНИЙ

4.1. Способы уплотненийрезьбовых соединений

На рис. 20 изображены способыуплотнения резьбовых соединений большого диаметра кольцевыми прокладками ишнурами. Ввиду того, что при завертывании этих соединений прокладки подвергаютсяусилию сдвига, материал прокладок должен обладать повышенной твердостью.

На рис. 20,1-6 показаны способы углового уплотненияшнуром, укладываемым в кольцевую выточку в теле гайки; на рис. 20,7-11 — способыуплотнения торцовой затяжкой шнура в замкнутом кольцевом пространстве междугайкой и корпусом; на рис. 20,12-15 — способы радиального уплотнения спомощью шнура, укладываемого в кольцевую выточку в теле гайки или в корпусе.

4.2. Уплотнение ввёртных деталей

Самый простой способ уплотненияввертных деталей (штуцеров, пробок) — смазывание витков резьбы герметизирующимисоставами. Однако при этом способе затрудняется отвинчивание деталей вследствие«прилипания» герметизирующей мази к резьбе после некоторого периодаэксплуатации.

Не рекомендуется применяемаяиногда на практике (особенно в ремонтных условиях) «подмотка» последних(ближайших к торцу ввертной детали витков резьбы ниткой, промазанной суриком,разведенным на масле и т.п.

На рис. 21 приведены способыуплотнения ввертных деталей упругими прокладками. В конструкции на рис. 21,1прокладка подвержена действию полной силы затяжки. Чтобы />

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

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

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

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

В конструкции на рис. 21,8прокладка расположена в радиальной канавке на хвостовике детали и при затяжкесвободно перемещается относительно корпуса. Сила уплотнения определяетсявеличиной выступания прокладки из канавки в свободном состоянии.

4.2.1. Уплотнение ввёртныхдеталей без прокладок

На рис. 22 показаны способыуплотнения ввертных деталей без прокладок или с металлическими уплотняющимиэлементами. Завертывание на конической резьбе (рис. 22,1) обеспечивает полную герметичность,особеннo если корпус выполнен из пластичногометалла. Остальные, приведенные на рис. 22 конструкции уплотнений основаны напластической деформации материала корпуса или материала ввертываемой детали. Ихможно применять для редко разбираемых или неразъемных соединений.

На рис. 22,2,3 изображеныспособы уплотнения острыми кольцевыми гребешками. Гребешок выполняют на деталииз более твердого материала (в конструкции.на рис. 22,2 гребешоквыполнен на корпусе, на рис. 22,3 — ввертной детали) и при завертывании врезается в мягкийматериал, обеспечивая уплотнение. На рис. 22,4,5 приведены аналогичныеуплотнения с применением отдельных кольцевых шипов, выполняемых из закаленнойстали. Материал ввертной детали и корпуса в данном случае должен быть мягчематериала шипового кольца.

На рис. 22,6-8 показаныспособы уплотнения, основанные и пластической деформации резьбы корпуса. Вконструкции на рис. 22, 6 резьба на ввертной детали выполнена со сбегом;при завертывании детаи неполные витки резьбы сминают витки корпуса, обеспечиваягерметичность соединения. В конструкции на рис. 22, 7 резьба на ввертнойдетали переходит в конус; при завертывании конус сминает входные виткиотверстия, обеспечивая уплотнение и в то же время наглухо стопоря соединение. Вконструкции на рис. 22,8 те же функции выполняет цилиндрический поясокна резьбе ввертной детали. Соединения, приведенные на рис.22,7,8 —неразъемные.

4.3. Глухие резьбовые соединения

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

Резьбу выполняют с высокойстепенью точности фрезерованием или шлифованием. Перед свертыванием резьбусмазывают герметизирующими мазями.При необходимости улучшить теплопереход в состав мазей вводят металлическиенаполнители (алюминиевую, бронзовую или цинковую пудру).

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

Надежность описанных уплотненийвозрастает, если уплотняющие элементы расположить не внутри соединения, какпоказано на рис. 23,1-12, где они подвержены действию высокого давления,а снаружи, куда давление доходит только при прорыве уплотняемой жидкости илигазов через витки резьбы, и то значительно ослабленным в результатедросселирования в витках резьбы. На рис. 23, изображены такие конструкции суплотнением прокладками (рис. 23,13,14), конусами (рис. 23, 15), кольцевымишипами (рис. 23, 16), пружинными кольцами (рис. 23, 17), резьбойсо сбегом (рис.23, 18).

/> В конструкциях на рис. 23, 19-22уплотнение достигается обжатием крайних витков охватывающей детали коническимикольцами и гайками. В конструкциях на рис. 23, 23, 24 обжатиеосуществляетсянапрессовкой бандажей на охватывающую деталь. Иногдаобжатиеосуществляют затяжкой охватывающей детали хомутом.

5. УПЛОТНЕНИЕНЕКОТОРЫХ ЖИДКОСТНЫХ СТЫКОВ

5.1. Уплотнение цилиндрическихстыков

На рис. 24 показаны способыуплотнения цилиндрических стыков, подверженных давлению жидкости (случай«мокрых» гильз поршневых двигателей внутреннего сгорания с жидкостнымохлаждением).

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

Улучшенная конструкция этогоуплотнения показана па рис. 24,3.Здесь канавкивыполнены со скосом, направленным в сторону, противоположную действию давленияжидкости. Под давлением жидкости кольца постоянно вытесняются в суживающуюсячасть канавок и прижимаются к уплотняемым поверхностям с силой,пропорциональной давлению. Между кольцами расположена выточка, сообщающаясядренажным отверстием с атмосферой. В случае прорыва через первое кольцо жидкостьстекает через дренажные отверстия наружу; второе кольцо, разгруженное в данномслучае от давления, предупреждает дальнейшее просачивание жидкости.

Для увеличения надежности нарабочей стороне уплотнения устанавливают несколько колец (рис. 24, 4).Другие формы канавок и колец покозаны на рис. 24, 5.Во всехслучаях необходимо, чтобы сечение канавки ныло больше сечения кольца, иначерезина, будучи практически несжимаемым материалом (не смешивать сжимаемость супругой деформацией, связанной с изменением формы сечения), может развитьзначительные радиальные силы и вызвать «корсетную» деформацию гильзы научастке расположения колец.

Для обеспечения плотного прижатияколец к стенкам рубашки, с тыльной стороны колец устанавливают волнистыедвухвитковые кольцевые пружины (рис. 24, 6).

Иногда уплотнение подвергаютосевой затяжке. Особенно просто это осуществляется в

случае, когда рубашка отъемная (рис.24, 7, 8). Суммарную высоту элементов уплотнения в данном случае делаютнесколько больше высоты канавки на величину a; при стягивании зазор a выбирается, и в уплотнении возникаетосевой натяг.

При неразъемных рубашках осевуюзатяжку осуществляют гайкой, ввертываемой в рубашку (рис. 24, 9) илинавертываемой на гильзу (рис. 24, 10).

Во избежание перетяжкиуплотняющих колец и для поддержания постоянства натяга в эксплуатации всоединение 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 нередконеобходимо уплотнять стыки полостей, содержащих жидкости и сообщающихся междусобой фигурными окнами или круглыми отверстиями. Их уплотняют листовымипрокладками из упругих материалов. Стыки, подверженные воздействию высокихдавлений и температур (например, стыки блочных головок двигателей внутреннегосгорания с блоком охлаждающих рубашек) уплотняют армированными прокладками изасбеста.

Применяют два основных видапрокладок: с внутренней арматурой и с наружной. Прокладки первого типа состоятиз асбеста, пропитанного термостойким связующим составом, напрессованного наарматуру из медной или латунной проволочной сетки, придающей прокладкамнеобходимую прочность и жесткость. Прокладки второго типа состоят из асбестовойкомпозиции, заключенной в оболочку из тонколистовой красной меди илипластичного железа (типа железа Армко). Наружные края прокладки, атакжекромки всех окон и отверстий окантовывают накладкамииз того жематериала (рис. 25).

6. УПЛОТНЕНИЕ ЦИЛИНДРИЧЕСКИХ ПОВЕРХНОСТЕЙ

Цилиндрические соединения,собираемые на посадках с натягом, как правило, не нуждаются в уплотнении; натягсам по себе надежно уплотняет соединение даже при значительном перепадедавления. Подлежат уплотнению соединения, собранные на центрирующих посадках ина посадках с зазором и подверженные действию давления или />

/>работающие поднапором столба жидкости. Например, в соединениях поршней со штоками уплотнениядостигают или установкой торцовых прокладок (рис. 26,1,2), или установкой колец из упругогоматериала на цилиндрических поверхностях соединения (рис. 26, 3). При уплотнении вертикальных валовво избежание просачивания наружу масла из уплотняемой полости через зазор междувалом и втулкой, втягивающей шарикоподшипник, распорную втулку уплотняютторцовыми прокладками (рис. 27,1,2) или кольцами из упругого материала,установленными на цилиндрической поверхности вала на участке сопряжения вала со втулкой (рис. 27,3). Кольцами уплотняют другие частисоединения, когда нет возможности применить торцовые прокладки.

На рис. 28 показаноуплотнение резиновыми кольцами гильзы подшипников качения на участке подводасмазки.

7. УПЛОТНЕНИЕ ЛЕГКОСЪЕМНЫХ КРЫШЕК

Уплотнение легкосъемных крышек,например крышек смотровых люков, откидных дверок, устанавливаемых на петлях,шарнирах и т. д., имеет некоторые особенности. Сила прижатия в этом случаеобычно невелика; затяжка (в особенности у откидных дверок) неравномерна. Такиекрышки обычно уплотняют толстыми прокладками из мягких, легко сжимаемыхматериалов (мягкой резины, пластиков, пробки). Для удобства пользованияпрокладку укрепляют на одной из соединяемых деталей вулканизацией, на клею илимеханическими способами.

Способы уплотнения легкосъемных крышекпредставлены на рис. 29. В конструкциях на рис. 29,1,2 уплотнениедостигается толстой прокладкой из мягкой резины, привулканизованной к крышке.В конструкции на рис. 29,3,4прокладку крепят на корпусе. Для увеличения надежности уплотнения крышки снабженыгребешком, который у круглых деталей выполняют точением, а у фигурных литыхкрышек — литьем в кокиль. В конструкциях на рис. 29, 5 — 8 уплотнениеосуществляется резиновым шнуром, заводимым в торцовые или боковые канавки.

На рис. 29, 9, 10 изображеныштампованные крышки. В этом случае прокладки крепят в приварном ранте крышки.На рис. 29, 11, 12 показаны уплотнения повышенной упругости, состоящиеиз кольцевой полой резиновой трубки, наполненной воздухом под давлением.

8. РЕЗИНА КАК УПЛОТНЯЮЩИЙ МАТЕРИАЛ

8.1. Виды резин и их физическиесвойства

Для уплотнения применяют почтивсегда резину на основе синтетических каучуков, обладающих в отличие отнатуральных каучуков высокой масло-, бензо- и керосиностойкостью, изначительно превосходящих натуральные каучуки по химической стойкости, свето- итемпературостойкости.

Наиболее широко применяютхлоропреновые каучуки, натрий-бутадиеновые каучуки, бутадиен-стирольныекаучуки, бутадиен-ннтрильные каучуки. Для соединений, работающих при повышенныхтемпературах, применяют силиконовые каучуки, выдерживающие температуру до300°С.

Резина обладает прекраснымиуплотняющими свойствами вследствие высокой эластичности, податливости испособности затекать в мельчайшие углубления и неровности уплотняемыхповерхностей.

Как листовой прокладочный материалрезину применяют редко, так как она легко выдавливается под действием усилиязатяжки. Резину широко применяют для уплотнения в случаях, когда сила прижатияопределяется упругостью самой резины (в виде шнуров, укладываемых в канавки ит. д.). Листовую резину применяют только в случаях, когда сила прижатияневелика, например для уплотнения тарельчатых клапанов, нагруженных пружинами.

8.2. Армирование резины

Некоторые трудности вызываеткрепление резины к уплотняющей, детали из-за свойства листовой резины легкообразовывать складки. Способ, позволяющий устранить этот недостаток и вместе стем обеспечивающий надежное крепление резинового листа, заключается в армированиирезины. Уплотняющие детали такого типа получают опрессовкой с обеих сторонметаллического листа с расположенными в шахматном порядке отверстиями.Затекание резины в отверстия обеспечивает прочную связь резины с листом.

Для увеличения сцепления резины сметаллом на поверхность металла наносят слой латуни толщиной в несколько сотыхмиллиметра. Металлический лист смазывают резиновым клеем, закладывают врезиновую смесь и подвергают одновременному прессованию и вулканизации пригемпературе 140—150°С и давлении 20—30 кгс/см2. Таким способомполучают жесткие уплотняющие блоки, обладающие всеми положительными свойствамирезины.

Подобный кольцевой дисковой блокизображен на рис. 30. Блок притягивается к уплотняемой детали центральнымболтом, упирающимся в выпущенные за пределы резинового кольца кромкиметаллического листа.

На рис. 31 показаны дисковые клапаныс резиновым уплотнением. Резину крепят к металлической поверхностивулканизацией или на клею (рис. 31,7). Для приклеивания резины к металлуприменяют бутадиен–стирольные, неопреновые, силоксановые клеи и клеи на основемодифицированных эпоксидов.

8.3. Механические способыкрепления прокладок

На рис. 31, 2 — 6изображены механические способы крепления. Способ крепления металлическойшайбой (рис. 31, 2) обладает тем недостатком, что края резинового дискапри затяжке могут отходить от металла. В конструкции на рис. 31,3 этотнедостаток устранен заправкой краев резинового диска в наклонный паз. На рис.31, 4 изображен способ крепления по схеме рис. 30. В конструкции на рис.31, 5 резиновое кольцо вводят в паз типа «ласточкин хвост». Вконструкции на рис. 335, 6 кольцо устанавливают с натягом в открытуюканавку на периферии клапана.