6.3.13 Ущільнювальні пристрої
Призначення ущільнювальних пристроїв полягає в тому, щоб перешкоджати витоку рідини, що знаходиться під надлишковим тиском, через зазор у стику нерухомих або рухомих відносно один одного поверхонь деталей.
Вимоги до ущільнень наступні: забезпечення герметичності, малий коефіцієнт тертя, висока зносостійкість самого ущільнення і ущільнюються місць, інертність по відношенню до матеріалу сполучених виробів, надійність, простота конструкції, зручність в обслуговуванні та економічність.
Всі ущільнення підрозділяють на нерухомі і рухомі. Нерухомі являють собою кільця різного поперечного перерізу, що встановлюються в замкнутий простір між ущільнюваними поверхнями (рис. 8.21). Вони вимагають такої попередньої затяжки, яка забезпечувала б нерозкриті стики при дії робочого тиску рідини.
Нерухомі ущільнення виготовляють з червоної відпаленої міді, фібри, поліхлорвінілу, фторопласта або маслостійкої гуми. Форма поперечного перерізу ущільнень – кругла, прямокутна або квадратна.
Найбільш широке поширення в якості ущільнень рухомих елементів деталей в гідравлічних системах пресів при тисках понад 10 МПа отримали еластичні ущільнення манжетного типу, U-подібні і кільця ущільнювачів типу «Лайон». Ці ущільнення забезпечують перевищення тиску в зоні контакту в порівнянні з тиском рідини. Тиск у зоні контакту залежить від тиску рідини. Еластичні ущільнення забезпечують хорошу герметичність при неточності виготовлення контактуючих поверхонь до 0,3 мм. Матеріалом еластичних ущільнень є поліхлорвініл, прогумовані бавовняні тканини (наприклад, тонка і міцна тканина домастік або грубий чифер, вулканізована гума севаном). Шкіру в даний час з цією метою не застосовують, так як вона викликає ерозію плунжера в місцях контакту.
Стійкість еластичних ущільнювальних пристроїв залежить від стану поверхні плунжера і мастила. Найбільш несприятливі умови їх роботи мають місце при оздоблювальних операціях вільного кування, коли хід плунжера не перевищує висоти ущільнення і плунжер не змащується робочою рідиною. Для забезпечення змащення поверхні плунжера між кільцями ущільнення типу «Лайон» рекомендується встановлювати кільця просаленого бавовняного набивання. Найбільшу стійкість в кувальних пресах забезпечують ущільнення типу «Лайон». У гідравлічних пресах інших технологічних призначень іноді перевагу віддають шевронним ущільнень.
Профільні ущільнюючі кільця типу «Лайон» виготовляють з косим розрізом, що дозволяє замінити їх, не виймаючи плунжер з циліндра. Щоб знизити тертя і запобігти видавлювання манжети в зазор між ущільненими поверхнями, кільця «Лайон» постачають розширюючими свинцевими заклепками. При установці ущільнення необхідно мати на увазі, що відворот його завжди спрямований у бік дії тиску і рухомої поверхні. Кількість кілець ущільнювачів типу «Лайон», як правило, не менше трьох і не більше п’яти, шевронних – не більше восьми, U-подібних - два-три.
6.3.14 Трубопроводи і арматура
Трубопроводи в приводах гідравлічних пресів підрозділяють на трубопроводи високого (напірні), низького і змінного тиску (зливні, наповнювальні). Для трубопроводів високого і змінного тиску (20...32 МПа) застосовують безшовні сталеві труби, виготовлені з вуглецевої сталі (σв=400...450 МПа, δ=15...30 %) і володіють високою або дуже високою зварністю. Допустимі навантаження в стінках труб не повинні перевищувати 80 МПа. З’єднання труб здійснюють за допомогою фланців, конструктивні схеми яких показані на рис. 6.21. Трубопроводи низького тиску (до 2,5 МПа) виготовляють з тонкостінних труб.
При визначенні прохідного перетину трубопроводів високого тиску (напірних) у разі використання водної емульсії швидкість течії приймають рівною 10...12 м/с, а мінерального масла – 6...8 м/с; в трубопроводах низького тиску (зливних і наповнювальних) для водної емульсії і мінерального масла швидкість течії приймають рівною 2.. 4 м/с. Щоб зменшити гідродинамічні втрати, знос і шум, швидкість течії рідини в трубопроводах обмежують. Перевірочний розрахунок падіння тиску при течії рідини проводять тільки для наповнювальних трубопроводів і для дуже довгих напірних, що містять велику кількість місцевих опорів (вентилі, розгалуження, вигини).
Трубопроводи характеризуються умовним проходом, під яким слід розуміти номінальний внутрішній діаметр труби.
Рисунок 6.21 – Конструктивні схеми затягуваних (а-г) і самоущільнюючих (д, е) з’єднань
При проектуванні трубопроводів прагнуть забезпечити мінімальну кількість рознімних з’єднань, що вимагають постійного догляду та спостереження; по можливості замінюють роз’ємні з’єднання зварними; для з’єднання труб високого тиску з умовним проходом понад 89 мм використовують різьбові фланці (рис. 6.21, в), а труби високого тиску з умовним проходом менше 76 мм зазвичай з’єднують приварними розтрубами і вільно встановленими фланцями (рис. 6.21 , а , б). Необхідно передбачати також можливість спуску води, випуску повітря, температурного розширення труб, установки компенсаторів гідроударів, найкращих умов монтажу і демонтажу, зміни елементів ущільнювачів. Для спуску води застосовують водоспускні вентилі, які встановлюють на патрубках або на спеціальних проставках в нижніх ділянках трубопроводу. Для випуску повітря використовують повітроспускні пробки, розташовані у верхніх ділянках трубопроводу.
Трубопроводи високого тиску, призначені для подачі рідини від насосно-акумуляторної станції до двох або більше пресів, виконують кільцевими з відгалуженнями. Це дозволяє відключати прес для проведення профілактичного ремонту або виконання інших робіт.
У розподільних трубопроводах прохідний перетин визначається прохідними перетинами відповідних клапанів. Радіуси кривизни у вигинів труб не повинні бути менше п’яти зовнішніх діаметрів труби. До арматур трубопровідної мережі відносяться розгалужувальні блоки, запірні вентилі для відключення ділянок мережі високого тиску, запірні засувки, триходові крани.
Розгалужувальні блоки представляють собою кубики з кованої сталі з просвердленими в них каналами. Запірні вентилі застосовують для відключення пресів від насосно-акумуляторної станції. Застосування засувок допускають тільки у всмоктуючих трубопроводах, тому їх використовують рідко і замість них ставлять зворотні клапани або триходові крани, які використовують у трубопроводах діаметром до 80 мм. Їх розміщують за розподільниками.