Классификация кольцевых фланцевых соединений в зависимости от характера сопряжения фланцев

Рис. 4. Виды кольцевых фланцевых соединений: а — симметричное; б…з — несимметричные; б — первого рода; в…д — второго рода; е…з — третьего рода.

В машиностроении часто используются детали с контактирую­щими симметричными (рис. 4, а) и несимметричными (рис. 4, б…з) кольцевыми фланцевыми соединениями.

Все симметричные и несимметричные фланцевые соединения можно разделить на два типа в зависимости от характера сопря­жения фланцев. Соединения с внутренними кольцевыми уплот­нениями и с конструктивным зазором между внутренними тор­цами фланцев (рис. 4, а; рис. 1, тип А) называютфланцевыми соединениями типа А, а соеди­нения с торцами, непосредственно прилегающими друг к другу (рис. 4; рис. 1, тип Б), — фланцевыми соединениями типа Б.

Соединения типа А составляют, например, стандартные фланцы для трубопроводов.

К соединениям типа Б относят соединения деталей гидротурбин, а также других машин и аппаратов. Элементы с такими сое­динениями часто претерпевают не только осевое усилие и внутреннее давление, но ещё и изгибающие и крутящие моменты. Внутреннее давление в таких конструкциях удерживается мяг­кой неметаллической прокладкой, располагаемой внутри окружности болтов или шпилек, и плотно прижатыми шлифованными приторцевыми поверхностями фланцев.

Несимметричные кольцевые фланцевые соединения

Несимметричные кольцевые фланцевые соединения первого рода

Фланцевые соединения узлов машин, состоящие из двух

• предварительно напряженных

• плотно прилегающих

• неодинаковых

кольцевых фланцев, являющихся наружными или внутренними продолжениями двух неодинаковых оболочек переменной жесткости и малой конусности при воздействии на них осевого усилия и внутреннего давления, называются несимметричными фланцевыми соединениями первого рода (рис. 4, б). Детали с такими соединениями широко применяются в гидротурбиностроении и в других отраслях машиностроения. К ним относятся, например, трубчатые валы гидротурбин, корпуса затворов, трубопроводы ГЭС и др.

Несимметричные кольцевые фланцевые соединения второго рода

Фланцевое соединение называют несимметричным соединением второго рода, если два неодинаковых наружных фланца соединены с оболочками различного типа: один — пологой конической или сферической оболочкой, а другой — с оболочкой переменной жесткости и малой конусности или один — с конической, сферической или цилиндрической оболочкой, а другой — с кольцевой пластиной (рис. 4, в…д).

В машиностроении используются разнообразные ответственные конструкции, снабженные такими фланцевыми соединениями. К ним относятся, например:

• соединения крышек и днищ с корпусами рабочих колес поворотнолопастных гидротурбин,

• соединения корпуса реакторов с крышками,

• днищ с корпусами резервуаров и др.

Несимметричные кольцевые фланцевые соединения третьего рода

Фланцевое соединение называется несимметричным соединением третьего рода, если два неодинаковых фланца, один из которых наружный, а другой — внутренний по отношению к оболочкам, соединяют конструкции, образованные из конических и цилиндрических оболочек (рис. 4, е…з).

Кольцевые фланцевые соединения третьего рода применяются в машиностроении, как, например:

• крышки рабочих колес,

• верхние ободья радиально-осевых рабочих колес с валами гидротурбин,

• различные детали специзделий и др.

Современные материалы, применяемые при из­готовлении уплотнений, позволяют использовать эти изделия во всех отраслях промышленности и народного хозяйства.

Уплотнительные материалы применяются для герметизации соединений и систем, что в свою очередь обеспечивает бесперебойную работу оборудования.

При выборе прокладок, также как и для других де­талей фланцевого соединения, необходимо иметь в виду обязательные характеристики: рабочая среда, номинальное давление, рабочая температура, соот­ветствие уплотнительной поверхности фланца.

Также уплотнительные материалы должны от­вечать следующим необходимым требованиям: упругость, стойкость к среде, в которой работают, сохранение своих физических свойств при рабо­чей температуре среды и антикоррозийность. При использовании металлических прокладок металл не должен деформировать уплотняющие поверх­ности фланца, поэтому металл прокладок должен иметь твердость ниже, чем металл уплотняемых поверхностей фланцев.

Определения

Уплотнительные материалы — вещества, используемые для герметизации вакуумных сис­тем, трубопроводной арматуры, резьбовых со­единений труб и т. п. Уплотнительные материалы применяют также для облегчения монтажа и раз­борки резьбовых и других соединений. Обычно применяют пластичные соединения, содержащие до 20 % порошка графита, дисульфида молибдена, мягких металлов и т. п.

В этой статье мы рассмотрим вопросы, касаю­щиеся выбора уплотнительных материалов для фланцевых соединений. Уплотнительные мате­риалы для фланцевых соединений подбираются, в соответствии с нормативными документами, в зависимости от рабочей среды, параметров дав­ления и температуры, а также в соответствии с проектом и по рекомендациям специализирован­ных (экспертных) организаций.

Виды (типы) уплотнительных материалов

Условно прокладки для фланцевых соединений в соответствии с используемым материалом мож­но разделить на:

• неметаллические (паронит, картон, фторопласт).

• металлические (овального сечения и восьми­угольного сечения, линзовые).

• комбинированные (спирально-навитые про­кладки, прокладки типа «Графлекс» из терморас­ширенного графита, прокладки графитофторопластовые и т. п.).

Нормативные документы

Существует огромное количество различной нормативно-технической документации, которая регламентирует основные требования и нормы по изготовлению и эксплуатации прокладок для фланцевых соединений.

• ГОСТ 15180-86 «Прокладки плоские эластич­ные. Основные параметры и размеры».

• ГОСТ 28759.6-90 «Прокладки из неметалли­ческих материалов.   Конструкция   и   размеры. Технические требования».

• ГОСТ 28759.8-90 «Прокладки металлические восьмиугольного сечения. Конструкция и разме­ры. Технические требования».

• ОСТ 26.260.461-99 «Прокладки овального и восьмиугольного сечения стальные для фланцев арматуры. Конструкция, размеры и общие техни­ческие требования».

• ОСТ 26-845-73 «Прокладки овального и вось­миугольного сечения стальные. Конструкция и размеры. Технические требования».

• АТК 26-18-6-93 «Прокладки овального и вось­миугольного сечения стальные».

• ГОСТ 10493-81 «Линзы уплотнительные жест­кие и компенсирующие на Ру 20-100 МПа» и т. д.