450098, Башкортостан, г.Уфа пр.Октября 110

Тел.моб.8-927-08-04-300

E-mail: d-amir-business@mail.ru, info@ftorkauchuk.ru

Манжета^[7]

Рис. 2. Манжета.

Манжета (фр. manchette) — рукавчик), широко распространённое в технике уплотнение. Является контактным радиальным уплотнением. Позволяет вращение и осевое перемещение валов и штоков гидро- и пневмоцилиндров надёжно обеспечивая герметичность.

Торцевое механическое уплотнение^[8]

Рис. 3. Схема торцевого механического уплотнения: 1) установочный винт; 2) кольцо круглого сечения (вторичное подвижное уплотнение)^[9]; 3) штифт передающий вращение подвижному кольцу 4; 4) подвижное кольцо; 5) неподвижное кольцо; 6) кольцо круглого сечения (вторичное уплотнение); 7) корпус; 8) штифт удерживающий неподвижное кольцо 5; 9) вал (втулка); 10) пружины обеспечивающие прижим подвижного кольца к неподвижному.

Торцевое механическое уплотнение, также механическое уплотнение, является типом уплотнения, используемым во вращающемся оборудовании, для обеспечения герметизации вала, передающего механическую энергию к рабочему органу механизма, типа насосов, компрессоров, химических реакторов, вакуумных фильтров-сушилок и т.д., то есть там, где необходимо разделить две среды и обеспечить минимальные утечки. Ранние модели насосов использовали сальниковые устройства. Начиная со Второй мировой войны, торцевые механические уплотнения успешно заменяют сальниковые устройства во всех применениях.

Технические данные

Типы торцевых уплотнений:

ординарное торцевое уплотнение;

двойное торцевое уплотнение;

«спина-к-спине» («back-to-back»);

«лицом-к-лицу»(«face-to-face»);

тандем;

уплотнение картриджного типа

ординарное картриджное уплотнение;

двойное картриджное уплотнение;

«спина-к-спине» («back-to-back»);

«лицом-к-лицу»(«face-to-face»);

тандем;

В торцевом механическом уплотнении используются основное уплотнение и вспомогательные (подвижные и неподвижные) уплотнения, которые находятся в контакте с уплотняемой средой позволяя вращающемуся элементу пройти через камеру уплотнения.

Основное уплотнение - это пара трения двух колец (подвижного и неподвижного) из различных материалов (углеграфиты, металлы, карбиды (карбид вольфрама с различними связками, карбид кремния), керамика (окислы металлов), пластмассы), как одного и того же материала так и в сочетании различных материалов (нерж. сталь - углеграфит, Al₂O₃ 99% (керамика) - углеграфит). Для обеспечения необходимого контакта между кольцами применяются пружина, блок пружин или упругий сильфон. В процессе эксплуатации на торцевые поверхности действуют гидравлические силы и при положительно давлении уплотняемой среды стремятся сжать пары трения, что увеличивает тепловыделение. Теоретически зазор между уплотнительными поверхностями равен высоте шероховатости этих поверхностей и не превышает 1 мкм.

Таблица 1

Шероховатость колец, мкм
Материал	Шероховатость
Карбид вольфрама	0,01
Карбид кремния	0,04
Нерж. сталь	0,15
Углеграфит	0,10
Окись алюминия	0,15
Углегафит с карбидом кремния	0,15

Вспомогательное (подвижное и неподвижное) уплотнение - герметезирует все стыки торцевого соединения с корпусом механизма и вала в камере уплотнения. Неподвижное вспомогательное уплотнение как правило герметезирует неподвижное кольцо с корпусом механизма и подвижное кольцо с валом. Подвижное вспомогательное уплотнение обеспечивает уплотнение между подвижным кольцом и валом или корпусом торцевого уплотнения. Рабочая подвижность этого уплотнения зависит от точности изготовления подвижного кольца, торцевого биения неподвижного кольца относительно вала и не превышает 0,2 мм и внешних сил стремящихся раскрыть уплотнение.

Утечка в стыке уплотнительных колец определяется статическим зазором между этими кольцами, геометрией колец, вибрацией, режимом эксплуатации, внешними силами раскрывающим кольца, правильностью монтажа, свойствами уплотняемой среды.

Двойное торцевое уплотнение требует промывную (затворную) среду. Назначение этой жидкости: промыть первичное торцевое уплотнение от уплотняемой среды с целью предотвратить её попадание во внешнюю среду, промыть первичное торцевое уплотнение от твердой фазы уплотняемой среды, уравновесить (запереть) гидравлически разгрузить первичное торцевое уплотнение.

[править] Торцевое уплотнение с механизмом обратного нагнетания

Гидродинамическое уплотнение с V- или U-образным карманами, расположенными на поверхности скольжения одного из колец, от середины кольца к внутреннему краю кольца со стороны рабочей среды. Изобретены с начала 80-х годов 20-го века.

Торцевое газовое уплотнение (газодинамическое бесконтактное уплотнение)

Является дальнейшим развитием торцевого механического уплотнения. Применяются с середины 80-х годов 20-го века. Принцип действия основан на создании тонкой газовой прослойки между кольцами торцевого уплотнения (зазор около 3 мкм), это происходит благодаря специальным V- или U-образным карманами, с толщиной сопоставимой с толщиной торцевого зазора, расположенными на поверхности скольжения одного из колец, от середины кольца к внешнему краю кольца со стороны затворного газа. При вращении кольца происходит нагнетание затворного газа в промежуток кармана, что приводит к образованию зазора что приводит к бесконтактному газовому скольжению: это обеспечивает минимальные потери на трение и износ уплотнения. В качестве затворного газа применяется технический воздух или азот под давлением более чем рабочая среда на 5…10%. Идеально подходит для работы при низких температурах, с низкотемпературно кипящими жидкостями, для обеспечения чистоты производственного процесса (полностью исключает утечки).

Термобиметал. пружины. =hhhhhhhhsdfdgfhhhhss

Термобиметал. пружины сост. из 2-х пластин соед сваркой, пайкой, клеем и т.д. Слой с большим коэф. линейного расширения=hhhhhhhhsdfdgfhhhhss – активный. С меньшим – пассивный. α₁ – t кофф. линейного расширения актиного E₁ – модуль упр.

α₂ – t кофф. линейного расширения актиного E₂ – модуль упр.

При изм. t термобиметалл. пружина изгибается. При нагревании в сторону пассивного, при охлаждении - в сторону активного. Если деформации пружины затруднены, она начинает давить на препятствие. Используют в биметалл. термометрах. Простота констр. высокая надежность, низкая стоимость.

Трубчатые манометрич. пружины.

Наибольшее распр. получила пружина Бурдона предст. собой изогн. по длинне. ¾ окружности трубку сплюснутого сечения.

При подаче внутрь давления P трубка разгибается и ее конец перемещается. Это перемещение λ или поворот Δφ передается механизму прибора и исп. для изм. давления P. Под давлением поперечное сечение деформируется, становясь выпуклым. Распростр. у манометров для изм. давления.

Сильфоны.

Сильфон – тонкостенная цилиндр. трубка с поперечной кольцевой гофрировкой. Два констр. варианта. 1. Бесшумные сильфоны из тонкостенных цельнотянутых трубок. 2. Сварные из плоских гофрированных кольцевых мембран. Материал с высокими упругими свойствами.

Хар-ки сильфонов нелинейны. Для линеаризации хар-к возможно прим-е пружин. Иногда исп. комбинации сильфона с пружиной.

Винтовые пружины растяжения-сжатия

Винтовые пружины растяжения-сжатия предст. собой стержень виде проволоки круглого сеч. навитой по винтовой линии на цилиндр. образующей. Помимо раб витков пружины сжатия имеют еще нераб. концевые витки. Они служат для передачи пружине осевой силы. Для передачи пружинам силы растяжения служат зацепы виде отогнутых концевых витков. Широкое распр-е получили из-за : форма пружины удобно сочетается с формой стержней, валиков, гильз и других тел вращения. Варьируя знач. геометр. парам. можно получить пружины желаемой жесткости.

Спиральные пружины

Угол поворота φ конца плоской консольной пружины длинной l прямоугольного сечения шириной b и высотой h, нагруженной моментом М опред-ют

Для получения больших угловых деформаций удобнее и компактнее спиральные формы. Складывают вместе несколько лент заготовок, навивают в обойме и обрабатывают термически. Результат – несколько спиралей с постоянным шагом. Число витков от 6 до 13. Для расчета параметров пружины:

Ф-лы жесткости:

Ф-лы прочности:

Для обеспечения линейной хар-ки необходимо крепление наружных и внутр. колец спиральной пружины выполнять так, чтоб во время деформ. пружины ее витки были концентричны.

Упругие элементы

пружины – детали, упр. деформ. кот. полезно использовать в работе разл. мех. УЭ делятся на 2 класса. Стержневые пружины и оболочки. Стержневые – плоские а), спиральные б)и винтовые в). Оболочки – плоские и гофрированные мембраны, гофрированные трубки – сильфоны г) и трубчатые пружины д).

По назначению: 1. Измерительные пружины(в эл. измер. приборах.) 2. Натяжные пружины – для силового контакта м\у деталями. 3. Заводные пружины( часы) 4. Пружины кинематического устройства (передаточные) 5. Пружины-аммортизаторы (выдерживать удары) 6. Разделители сред (мембраны) 7. Токоведущие упругие эл-ты.

Экспл. св-ва опред-ся в первую очередь их упругой хр-кой – зависимостью деформ. от прилож усилия. Упругость пружины хар-ся жесткостью. k=ΔF/Δλ для лин k=F/λ r=Fmax-Fmin λ= λ max-λmin

Чуствительность(пдатливость) – S=1/R

Упр хар-ки искажаются от несов-ва упр. св-в мат-ла, особенно при повышении напряжения. Одно из свойств – упругий гистерезис.

Прямолинейно-направляющий механизм,

механизм, у которого часть траектории или вся траектория одной из точек какого-либо звена, совершающего сложное движение, есть прямолинейный отрезок или дуга кривой, мало отклоняющаяся от прямой. Прямолинейность движения достигается не при помощи специальных прямолинейных направляющих, а путём подбора соотношений между длинами звеньев механизма. Наиболее известны П.-н. м. П. Л. Чебышева и Дж. Уатта. Оба механизма — шарнирные четырёхзвенники, т. е. составлены из 4 звеньев, образующих между собой вращательные пары. Если в П.-н. м. Чебышева (см. Чебышева параллелограмм) длину стойки (неподвижное звено) принять за 1, а длину шатуна (звено, противоположное стойке) обозначить через r, то 2 других звена, смежных со стойкой, должны иметь равные длины l = 1,5—0,5 r при r, лежащем в пределах от 0,333 до 0,643. При выполнении этих соотношений точка, расположенная в середине длины шатуна (чертящая точка), описывает на некотором участке траекторию, мало отличающуюся от прямой; например, на участке длиной 100 мм отклонение от прямолинейности составляет не более 0,1 мм. Решение Чебышевым задачи выбора размеров П.-н. м. легло в основу математической теории наилучшего приближения функций.

П.-н. м. применяется, например, в регистрирующих приборах для прямолинейного движения пера-самописца, в машинах-автоматах для получения движения рабочего органа с периодическими остановками заданной продолжительности. В последнем случае к П.-н. м. добавляются ещё 2 звена с 2 вращательными и 1 поступательной парами так, чтобы при движении чертящей точки по прямой линии выходное (рабочее) звено оставалось неподвижным.

Виды направляющих и общие технические требование к их сборке.

Некоторые детали и узлы оптико-механических приборов в процессе работы должны выполнять прямо­линейные или вращательные движения в заданном на­правлении, например узел подвижной (визирной) сетки окуляр-микрометра, стол инструментального микроскопа, которые совершают возвратно-поступательные движения в процессе измерений.

Детали, которые обеспечивают движение по сопрягае­мым поверхностям других деталей в заданном направле­нии, называются направляющими. Различают следующие виды направляющих: а) по виду движения — направляю­щие прямолинейного движения и направляющие враща­тельного движения; б) по виду трения — направляющие с трением скольжения и направляющие с трением качения.

Например, беговые дорожки наружного и внутрен­него колец шарикоподшипника являются направляющими вращательного движения с трением каления. Внутренняя цилиндрическая поверхность зрительной трубы 1 (рис. 1, а) служит направляющий прямолинейного дви­жения тубуса 2 при возвратно-поступательном движении окуляра.

Направляющие прямолинейного движения с трением скольжения (рис. 1, а, б, в) часто применяют для пере­мещения сеток окуляров, тубусов микроскопов при гру­бой и тонкой наводке, различных столиков оптических приборов и т. д.

Направляющие прямолинейного движения с трением качения (рис. 1, г) применяют для перемещения столиков микроскопов и других узлов, требующих легкого пере­мещения.

На рис. 1, а, б, в показаны замкнутые направляющие, которые обеспечивают движение перемещаемых деталей в направлении, показанном стрелками, и могут работать при вибрациях, сохраняя требуемую точность. Открытая направляющая, показанная на рис. 2р, г, может работать только при наличии значительной силы тяжести пере­мещаемой детали. Такие направляющие работают в ста­ционарных лабораторных приборах, без вибраций.

Рис.1. Виды направляющих прямолинейного движения.

Направляющие вращательного движения с трением скольжения по цилиндрическим поверхностям (рис. 2, а) применяют для узлов, вращающихся с небольшими ско­ростями. Эти направляющие чувствительны к температуре, изменение которой вызывает линейное расширение, а вместе с ним торможение и заклинивание сопрягаемых деталей. Это явление заставляет систематически подавать смазку в зазоры трущихся поверхностей.

Направляющие вращательного движения с трением скольжения по коническим поверхностям (рис. 2, б) применяют в точных измерительных приборах, например в теодолитах, окулярных штриховых головках и т. д.

Направляющие вращательного движения с трением скольжения по сферической поверхности (рис. 2, в) применяют для закрепления в них шаровых пят приборов, например, закрепления артиллерийской буссоли в направляющей зажимной чашки.

Направляющие вращательного движения с трением качения (рис. 2, г) применяют, для узлов, требующих вращения с повышенной скоростью. Эти направляющие имеют малую чувствительность к изменениям температуры и требуют незначительного количества смазки.

Рис.2. Вилы направляющих вращательного движения.

Все виды направляющих должны отвечать следующим основным техническим требованиям: иметь необходимые точность и плавность движения, малое трение, малый износ.

Эти требования удовлетворяются за счет выбора мате­риалов сопрягаемых деталей с одинаковым или близким коэффициентом линейного расширения, качественной об­работки и подготовки поверхностей направляющих, а также за счет применения качественных смазок.