фторопласта и пр. Опыт показывает, что уплотнения с помощью резино­ вого кольца (твердость по Шору 60) и защитных колец из твердой рези­ ны (твердость по Шору 95) надежно работают при давлениях 350—400 кГ/см2. Защитные кольца d помещают в канавку с натяжением (0,1—0,15 мм) как по внешней (по цилиндру), так и по внутренней по­ верхностям.

с d

Рис. 359. Схемы уплотнений с помощью резиновых колец разной твердости

При применении защитных колец сила трения увеличивается по сравнению с уплотнением без них примерно в 3 раза. В уплотнительном узле, приведенном на рис. 359, б применено дренажное отверстие, по ко­ торому отводятся в резервуар утечки жидкости, благодаря чему умень­ шается трение и повышается срок службы уплотнения.

Поскольку износ мягких уплотнительных колец с боковыми защит­

Шору), при которой отпадает на­ добность в защитных кольцах. Поджатие внутренних колец е осущест­

вляется давлением утечек жидкости через внешние уплотнения.

Опыты с подобными уплотнениями показывают, что они надежно ра­ ботают в цилиндре диаметром до 150 мм и обеспечивают при давлении 420 кГ/см2 большой срок службы.

Уплотнения резиновыми кольцами круглого сечения

В авиационной технике наиболее широко распространены уплотне­ ния резиновыми кольцами круглого сечения (рис. 361), принцип дейст­ вия которых аналогичен действию колец прямоугольного сечения. Эти кольца надежно и длительно работают при давлениях до 350 кГ/см2; при предохранении кольца от выдавливания в зазор они применяются при давлениях до 1000 кГ/см2 и в отдельных случаях — до 5000 кГ/см2.

Кольца круглого сечения применяются как в неподвижных (статиче­ ских), так и в подвижных соединениях. Для размещения их в основном применяются прямоугольные (см. рис. 361, а—в) и угловые (см.

431

рис. 361, г) канавки. Уплотнения с последними канавками отличаются высокими герметизирующими качествами, но обладают относительно большим трением, поэтому их применяют преимущественно в неподвиж­ ных соединениях.

Поскольку резина практически несжимаема, объем канавки должен быть больше объема кольца, иначе при сборке уплотнения избыток ре­ зины будет срезан.

Применяются также канавки с основанием, наклонным в направле­ нии действия давления жидкости и стенкой канавки (см. рис. 361,(9). По­ скольку кольцо под давлением жидкости заклинивается в сужающейся по глубине канавке, герметичность соединения повышается. Уплотнения с подобными канавками применяются в неподвижных соединениях.

-CJ

Рис. 361. Схемы уплотнений резиновыми кольцами кругло­ го сечения

При выборе величины зазора 5 (см. рис. 361, в) необходимо учиты­ вать возможность отжатия поршня к одной стороне.

Для предварительного сжатия кольца при его монтаже в уплотни­

поршня и цилиндра, было обжато по поперечному сечению на величину

Указанным предварительным сжатием создается герметичность со­ единений до появления давления жидкости, под действием которого кольцо перемещается к внешней стороне канавки и, деформируясь, со­ здает плотный контакт с уплотняемыми поверхностями.

На рис. 362 показана зависимость применяемых величин предвари­ тельного сжатия кольца k от диаметра d его поперечного сечения. Кри­ вая а показывает наименьшее сжатие, кривая b — наибольшее.

Опыт показывает, что среднее контактное давление уплотнительного кольца с уплотняемой поверхностью практически не зависит от диамет­ ра сечения кольца, а следовательно, от последнего практически не за­ висят и герметизирующие качества кольца. Поэтому при выборе сечения

432

колец исходят в основном из требований надежности и срока службы уплотнения и из конструктивно-производственных соображений.

Ниже приведены принятые в практике соотношения диаметра d по­ перечного сечения кольца и внутреннего его диаметра D в мм

Однако практика показывает, что увеличение диаметра d попереч­ ного сечения кольца по сравнению с приведенными размерами, как пра-

Сжатие кольца к мм

Рис. 362. График зависимости предварительного с ж а ­ тия уплотнительного кольца круглого сечения от д и а ­ метра сечения

вило, несколько улучшает уплотняющие качества и повышает срок служ­ бы колец; одновременно с этим увеличивается трение. При уменьшении же диаметра сечения кольца увеличивается износ и кольцо становится чувствительным к механическим повреждениям. Поэтому минимальный диаметр сечения кольца обычно выбирают не менее 1,6—2 мм. Исклю­ чением являются кольца с очень малым внутренним диаметром (D = Зч-5 мм).

Выдавливание кольца в зазор

Уплотнительное кольцо круглого сечения при неблагоприятных усло­ виях может также выдавиться давлением жидкости в зазор между уплотняемыми поверхностями (см. рис. 361,в). От прямоугольного оно отличается лишь тем, что последнее приходит к острым кромкам канавки при некотором небольшом давлении, способном преодолеть лишь трение его в канавке, тогда как для прихода круглого кольца в контакт с этими кромками оно должно быть до этого соответствующим образом дефор­ мировано давлением. Так как материал круглого кольца в этом случае приходит к кромкам т канавки в напряженном состоянии, выдавлива­ ние его в зазор наступает при более высоком давлении или соответствен­ но при большем зазоре, чем для кольца с прямоугольным сечением. Однако выдавливание в зазор является основной причиной разрушения и круглого кольца.

Наиболее опасным с этой точки зрения является пульсирующее дав­ ление, при котором происходит интенсивное выдавливание материала кольца в зазор, в результате острый угол кромки т канавки врезается в тело кольца, разрушая его поверхность.

Так как выдавливание уплотнительного кольца в зазор происходит тем интенсивнее при одинаковом давлении, чем больше величина зазора

и меньше твердость резины, то от этих факторов в значительной степени зависит и срок службы уплотнения. Для удовлетворительной работы рассматриваемого кольца необходимо, чтобы максимальная величина зазора на сторону не превышала величин, приведенных ниже:

Для сравнения ниже приведены данные по допустимым зазорам, принятым в США

При выборе величин зазора необходимо учитывать возможность от­ жатая поршня к одной стороне. Если поршень принудительно центри­ руется внутри цилиндра, при расчете учитывается радиальный зазор, если же поршень может быть отжат, то учитывается диаметральный зазор.

Защитные кольца

Для предохранения уплотнительных колец от выдавливания в за­ зор при высоких давлениях (более —150 кГ/см2) применяются защитные кольца (проставки) из материала более твердого, чем материал уплот­ нительных колец. Они размещаются с одной (см. рис. 363,6) или по обеим сторонам уплотнительного кольца (рис. 363, а). Защитные кольца могут быть изготовлены из любого эластичного материала, обладающего достаточной жесткостью, чтобы противодействовать выдавливанию его давлением жидкости и зазор. В агрегатах, предназначенных для работы при низких температурах, применяют защитные кольца из кожи (ГОСТ 1898—48) толщиной с= l,5-f-2,5 мм. Кольца изготовляют в неразрезном и разрезном вариантах; стыки последних колец выполняются внахлест­ ку. Неразрезное защитное кольцо из кожи перед монтажом размачивает­ ся в воде, что позволяет растянуть его до требуемого для монтажа раз­ мера; после монтажа в канавку кольцо осаживается и вместе с поршнем помещается в цилиндр. Внешний и внутренний размеры заготовки по­ добного кольца выполняют так, чтобы при монтаже было обеспечено небольшое обжатие по наружному и внутреннему диаметрам,

434