в этом случае может быть повышена примерно на 50% по сравнению с выносливостью труб, ниппельное соединение которых имеет зазор.

Предел усталости повышается также при выполнении на хвостовике ниппеля фаски (рис. 297,6). Практически, если обеспечить беззазорную посадку ниппеля на трубе и снять фаску на хвостовике, предел устало­ сти может быть повышен на 35—40%.

Н и п п е л ь н о е (сферическое) соединение. Для более высоких дав­ лений (300—400 кГ/см2) и толщине стенок>1 мм рекомендуется нип­ пельное (шаровое) соединение (см. рис. 298, а), которое целесообразно также применять в трубопроводах, подвергающихся частому демонтажу. Герметичность этого соединения обеспечивается контактом поверхности стального шарового ниппеля с конической поверхностью штуцера. Свар­ ка сферического ниппеля с трубкой производится встык (рис. 298, а) и с заделкой трубы в расточке ниппеля (рис. 298,6), причем усталостная

Рис. 300. Герметизация соединения с помощью закаленного металлического кольца

прочность и надежность при сварке вторым способом повышается при­ мерно в два раза в сравнении со сваркой по первому способу. Сварку рекомендуется производить токами высокой частоты.

С о е д и н е н и я без р а з в а л ь ц о в к и труб. Применяются также соединения без развальцовки труб.

На рис. 299 показано одно из этих соединений с уплотнительными резиновыми кольцами круглого сечения.

Для работы в условиях высоких температур применяется соедине­ ние, представленное на рис. 300. При затяжке накидной гайки ниппель под действием конусной части штуцера острым своим концом врезается в трубу, герметизируя стык. Одновременно с этим ниппель выпучивается, обеспечивая при этом контакт с внутренней конической поверхностью штуцера.

Благодаря пружинящему действию ниппеля обеспечивается плотный контакт соединения при температурных деформациях деталей соедине­ ния. Одновременно с этим пружинящее действие препятствует самопро­ извольному отвинчиванию накидной гайки.

Соединение пригодно для работы при давлениях более 350 кГ/см2. Испытания подобных соединений на трубах из нержавеющей стали с внешним диаметром 12,7 мм и толщиной стенки 0,9 мм показали, что

при температуре 20° С и давлении 350 кГ/см2 соединение выдержало 1010е изгибных колебаний. При температуре 135° С образцы выдержали 2,4 • 106 циклов нагружения. Разрушения в последнем случае происхо­ дили вследствие температурной коррозии на поверхностях между ниппе­ лем и трубой.

К недостаткам рассмотренного соединения относится невозможность повторного монтажа.

Уплотнения штуцеров и применяемые резьбы

В штуцерах, которыми трубопроводы присоединяются к гидроагре­ гатам, применяют цилиндрическую и конусную резьбы. Последняя имеет

преимущество перед первой, так как не требует применения уплотняю­ щих прокладок. Однако соединение при помощи этой резьбы непригодно в поворотных угольниках. Кроме того, при конусной резьбе трудно обес­ печить заданное угловое положение штуцеров с отводами.

Рис. 301. Уплотнение поворотного (а) и прямо­ точного (б) штуцероз

С этой точки зрения имеет преимущество соединение (рис. 301), до­ пускающее установку штуцеров с отводами в любом заданном положе­ нии. Уплотнение подобных соединений для давлений до 280 кГ/см2 обыч­ но осуществляется с помощью О-образного и опорного колец.

Рис. 302. Типы соединений и уплотнений штуцеров высокого давления

На рис. 302 показаны штуцера для высокого давления (до 700 кГ/см2) .

ОСОБЕННОСТИ РАБОТЫ ТРУБОПРОВОДОВ В УСЛОВИЯХ ВЫСОКИХ

ТЕМПЕРАТУР

Выносливость стальных трубопроводов, не заполненных жидко­ стью, с ростом температур до 300° С практически не изменяется. Однако при этом увеличивается напряженное состояние трубопроводов вследст­

3 7 2

вие разницы в линейных расширениях конструкции самолета и трубо­ проводов, в результате чего снижается предел усталости последних.

В отличие от стальных, выносливость трубопроводов из алюминие­ вых и медных сплавов с повышением температуры резко снижается, по­ этому для самолетов, гидросистемы которых работают при температу­ рах 200°С и выше, не применяют трубопроводы и арматуру из алюми­ ниевых и медных сплавов даже в том случае, если они предназначены для использования в линиях (магистралях) низкого давления. Для всех магистралей подобной системы могут быть рекомендованы трубы из не­ ржавеющей стали 1Х18Н9Т.

При выборе материала для изготовления амратуры, предназначен­ ной для работы в условиях широкого температурного диапазона, необ­ ходимо учитывать возможность нарушения герметичности соединений трубопроводов, которое может произойти при применении в одном узле соединения материалов с различным коэффициентом теплового расши­ рения. К таким случаям относится применение штуцеров и накидных гаек из обычной углеродистой стали и труб из нержавеющей стали.

В ряде случаев соединения труб подвергаются резкому нагреву и охлаждению. В частности, в трубопроводах, смонтированных в зоне авиадвигателей, температура окружающей среды в которой может до­ стигать значения 500° С и выше. Очевидно, если участок гидросистемы, расположенный в горячей зоне, работает периодически, то температура узла соединения (вместе с заключенной в нем покоящейся жидкостью) может достигнуть температуры окружающей среды. Поскольку темпе­ ратура рабочей жидкости в общей гидросистеме может быть значитель­ но ниже температуры окружающей среды, то при подаче жидкости в эту ветвь (при включении рассматриваемой системы в действие) детали со­ единения трубопровода подвергнутся резкому и неравномерному охлаж­ дению, в результате из-за неравномерного теплового расширения и рас­ слабления стыка герметичность может быть нарушена.

Однако нарушение герметичности может произойти и при однород­ ных материалах деталей, поскольку они при включениях и выключениях гидросистемы нагреваются и охлаждаются неравномерно и с опоздани­ ем. Для устранения этого расслабления в соединение, предназначенное для работы в условиях резких колебаний температур, вводят упругий элемент, который компенсирует ослабление контакта, обусловленное раз­ ницей в тепловом расширении деталей уплотнительного узла.

Принципиальная схема одного из подобных соединений показана на рис. 303, а. При монтаже упругий элемент ниппеля а деформируется, обеспечивая требуемое контактное давление соединения, которое будет возрастать пропорционально давлению жидкости. Для изготовления уп­ ругого элемента необходимо применять сталь, обладающую пружинны­ ми свойствами и сохраняющую их в рабочих условиях. В частности, применяют стали ЭИ-961 и Х17Н2.

Толщина деформируемого упругого элемента обычно равна 0,5— 1 мм. Применение более толстых элементов влечет за собой повышение усилия (момента) затяжки накидной гайки. Описываемое соединение показало удовлетворительные результаты в условиях резкого повыше­ ния температур от 0 до 340° С.

гом входит в отверстие штуцера 1, обеспечивая тем самым герметизи­ рующий контакт без использования давления жидкости. При наличии давления плотность контакта упругого элемента повышается пропорцио­ нально величине давления, которое распирает упругий элемент, прижи­ мая его к поверхности отверстия штуцера. Труба 5 соединена с ниппе­

3 7 3

лем 4 пайкой. После сборки соединение фиксируется с помощью метал­

лического кольца 3.

Преимуществом этих соединений является возможность затяжки до упора гайкой 2, что позволяет подобрать необходимую величину упру-

Рис. 303. Соединения труб для высокотемпературных гидросистем

гой деформации для компенсации расслабления и предохранить соеди­ нение от разрушения при затяжке обычным гаечным ключом. Устраня­ ется также необходимость применения динамометрических ключей. Чис­ тота обработки уплотняющих поверхностей отверстия ниппеля и упруго­ го хвостовика должна быть выполнена поУ 7—8.

ПОДВИЖНЫЕ СОЕДИНЕНИЯ ТРУБ

В гидросистемах, предназначенных для высоких температур и дав­ лений применяют подвижные соединения поворотного и поступательно­ го типа, а также пружинящие соединения из стальных труб.

Поворотные (шарнирные) соединения труб

Шарнирные соединения могут иметь одну, две и более степеней сво­ боды.

На рис. 304, а представлено двухканальное шарнирное соединение с одной степенью свободы, а на рис. 304,6 — схема применения его

Рис. 304 Д вухканальное шарнирное соединение труб

в системе силового цилиндра уборки шасси самолета. Допускаемое дав­ ление— до 200 кГ/см2. Соединение пригодно для вращательного дви­ жения с числом оборотов 1000 об/мин.

Уплотнение может быть осуществлено также с помощью круглых резиновых колец с кожаными проставками (рис. 305, а); допускаемое

374

давление в этом случае около 400 кГ/см2. На рис. 305,6 представлена схема шарнирного соединения с двумя степенями свободы. Оба подвиж­ ных звена снабжены шарикоподшипниками. Соединения такого типа успешно применяют при давлениях порядка 300 кГ\см2.

Конструктивные варианты подобных соединений представлены на рис. 306, а и б. Шарнирные соединения, снабженные шарикоподшипни-

Ф

Рис. 305. Одноканальные шарнирные соединения труб

ками (см. рис. 306,6) применяют в том случае, если требуется обеспе­ чить подвод жидкости через подвижное соединение при высоких скорос­ тях (до 2000 об!мин).

На рис. 307, а представлена схема уплотнительного узла поворотно­ го соединения труб для работы в условиях высоких температур, состоя­ щего из металлического пружинно-кольцевого уплотнения а и шарико­ вого радиального подшипника 6, заделанных в общий узел с помощью завальцовки борта его корпуса. В подшипник закладывается консистент­ ная смазка.

б)

Рис. 306. Д вухканальные шарнирные соединения труб

Для улучшения герметизации при высоких температурах в подоб­ ных соединениях применяют двухступенчатые уплотнения (см. стр. 417), состоящие из первичного металлического и вторичного эластичного эле­ ментов (см. рис. 307,6). Первичный элемент обычно состоит из двух разъ­ емных металлических колец а со ступенчатым стыком (замком) и О-об-

375