Alp22.ru

Промышленное строительство
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Сечение уплотнительного кольца

Сечение уплотнительного кольца

Существует множество различных форм уплотнительных колец. Наиболее распространенные — круглые, квадратные и X-образные. Они показаны ниже.

В одной из предыдущих статей мы рассказывали как выбрать лучший тип уплотнительного кольца.

Различные отрасли промышленности и применения требуют большого разнообразия уплотнительных колец. Они могут быть изготовлены из разных материалов, размеров и различной формы. Рабочая температура уплотнительных колец зависит от состава материала, но многие из них разработаны таким образом, чтобы противостоять сжатию или растрескиванию при экстремальных температурах. Например, уплотнительные кольца из PTFE могут работать в широком диапазоне температур, тогда как уплотнительные кольца из силикона и EPDM хорошо работают при низких температурах. Уплотнительные кольца обычно классифицируются по материалу.

Круглый (круглого сечения) Прямоугольный (плоская прокладка) X-кольцо

У каждого уплотнительного кольца есть достоинства и недостатки:

Кольца круглого сечения

Кольца круглого сечения используются очень часто. Круглый профиль этого уплотнения создает более высокую точечную нагрузку (напряжение) при более низкой сжимающей силе. Более высокая точечная нагрузка является преимуществом, поскольку создает лучшее уплотнение между объемным эластомером и сопрягаемой поверхностью. Более низкая сжимающая сила, необходимая для сжатия уплотнения, может минимизировать прогиб сопрягаемых корпусов. Одним из недостатков круглого поперечного сечения является то, что кольца должны быть отформованы или экструдированы. Высечка и резка невозможны.

Кольца квадратного (прямоугольного) сечения

Кольца квадратного (прямоугольного) сечения. Данные прокладки способны перекрывать большие поверхностные дефекты, поскольку их вся ширина соприкасается с сопрягаемой поверхностью. Такие кольца производятся 7 способами. Так же возможно без труда сделать прототипирование. Недостатком прямоугольного профиля является то, что для его сжатия требуется значительно большее усилие.

Видео о возможных способах изготовления поможет вам определиться, если хотите производить собственные прокладки:

Кольца Х-сечения

Прокладки X-Ring популярны в системах с возвратно-поступательным движением, где они могут уменьшить трение. Минус этого профиля — более высокая стоимость. Эти детали только формуются. Как правило, формы более сложные и дорогие, поэтому первоначальные затраты выше. Стоимость детали также обычно выше, потому что процесс формования более сложен.

Когда каждый профиль сжимается, он по-разному контактирует с сопрягаемыми поверхностями. Ширина контакта между уплотнением и сопрягаемой поверхностью может сильно различаться, как и силы, необходимые для сжатия уплотнений. Ширина области контакта может иметь решающее значение, если уплотнению необходимо перекрыть дефекты поверхности. Площадь контакта должна быть шире дефекта, чтобы образовалось уплотнение.

Если вы ищете производителя уплотнительных колец, обращайтесь в компанию Резинопласт!

Как работает уплотнительное кольцо?

Уплотнительные кольца является одним из самых простых и распространенных типов уплотнений для широкого спектра статических и динамических применений. Конструкция канавки под уплотнительное кольцо относительно проста и, следуя хорошо разработанным правилам геометрии канавки, получается экономичное и надежное уплотнение. Склонность уплотнительного кольца возвращаться к своей первоначальной форме при сжатии поперечного сечения является одной из основных причин, по которой уплотнительное кольцо обеспечивает превосходное уплотнение.

Как используется уплотнительное кольцо?

Уплотнительное кольцо представляет собой эластомер круглого поперечного сечения, который располагается в специальной канавке для уплотнительного кольца, обеспечивающей начальное сжатие.

Читайте так же:
Ремонт бензопилы партнер 352

Сила, необходимая для сжатия уплотнительного кольца, зависит от твердости и диаметра поперечного сечения. При этом растяжение уплотнительного кольца приводит к деформации уплотнения, уменьшая поперечное сечение, что снижает потенциал для уплотнения сопрягаемых поверхностей. Поэтому в конструкциях с применением уплотнительных колец следует строго соблюдать необходимые размеры уплотнительного кольца и паза под него.

При нулевом или очень низком давлении естественная упругость резиновой смеси обеспечивает герметичность. При этом характеристики уплотнения могут быть улучшены путем увеличения диаметрального сжатия. Но это увеличение может отрицательно сказаться на динамическом уплотнении при более высоком давлении.

Диаметральное сжатие обеспечивает силу между уплотнительным кольцом и канавкой, которая удерживает его в установленном положении. Эластичная резиновая смесь попадает в экструзионный зазор и полностью герметизирует его от утечки, пока приложенное давление не станет достаточным для преодоления сил трения и деформации уплотнительного кольца (при условии, что резина достигла своего ограничения по эластичности под давлением, дальнейшее увеличение силы приведет к разрушению или выдавливанию).

Паз предназначен для обеспечения первоначального сжатия уплотнения по одной оси в диапазоне 7-30 процентов. Эта сжимающая сила обычно перпендикулярна приложенной силе, что приводит к образованию свободного объема в канавке по другой оси.

Что делает уплотнительное кольцо?

Когда образуется давление, уплотнительное кольцо перемещается к стороне паза с низким давлением. Давление уплотнения передается на уплотняемую поверхность, которое фактически выше приложенного давления жидкости на величину равную начальной интерференции давления.

Увеличение приложенного давления создает интерференционное напряжение между уплотнением и сопрягаемыми поверхностями. Пока эта ситуация сохраняется, уплотнительное кольцо будет надежно функционировать при условии, что выбранное уплотнительное кольцо имеет правильный размер, а канавка обработана до нужного размера.

При увеличении давления деформация кольца будет увеличена, в результате чего часть кольца выдавливается в экструзионный зазор. Если экструзионный зазор слишком велик, уплотнение выйдет из строя после того, как оно будет полностью выдавлено из-за высокого давления.

После сброса давления упругость резиновой смеси приводит к тому, что уплотнительное кольцо возвращается к своей естественной форме, готовой к аналогичным циклам.

Эти материалы при нормальной рабочей температуре практически невозможно сжать, они имеют очень низкий модуль упругости. Вы можете изменить их форму (но не их объем), и применяемое диаметральное сжатие приведет к увеличению длины уплотнения.

Это увеличение будет еще больше в результате расширения резины из-за тепла от герметизируемой жидкости и совместимых материалов. Канавка должна иметь правильный размер, чтобы обеспечить максимальное расширение резиновой смеси, в противном случае конструкция будет создавать очень высокие напряжения.

Когда приложено достаточное усилие, уплотнительное кольцо будет перемещаться в сторону низкого давления, пока оно не коснется стороны канавки. Дополнительное давление или усилие деформирует уплотнительное кольцо в направлении экструзионного зазора. Уплотнительное кольцо будет первоначально деформироваться в форме буквы «D». Эта деформация увеличит площадь контакта с поверхностью на 70-80 процентов от первоначального сечения. Площадь контакта поверхности уплотнительного кольца под высоким давлением примерно в два раза больше, чем у исходной геометрии при нулевом давлении.

Читайте так же:
Что такое профиль в строительстве

Возможность экструзии уплотнения не ограничивается только динамическими применениями.

При статическом осевом уплотнении растяжение монтажных болтов под высоким давлением может открыть экструзионный зазор достаточно, чтобы допустить утечку.

Пределы внутреннего давления определяются зазором и твердостью уплотнительного кольца. На практике зазор обычно указывается для данного размера кольца и области применения. При работе при низких температурах можно уменьшить глубину паза, чтобы компенсировать усадку кольца и обеспечить необходимое сжатие при уменьшенном размере.

При высоких температурах может быть целесообразно немного увеличить глубину канавки, чтобы избежать чрезмерного сдавливания кольца при рабочих температурах. Этот эффект может быть значительным при экстремальных температурах, поскольку коэффициент теплового расширения эластомеров выше, чем у металлов.

Проволочные стопорные кольца

Проволочные стопорные кольца

Стопорные кольца небольшого диаметра делают из проволоки круглого (рис. 838, а), квадратного (вид б) или прямоугольного (вид в) сечения. Профиль, близкий к прямоугольному, получают шлифованием с обеих сторон колец из круглой проволоки увеличенного диаметра (вид г).

Кольца круглого сечения более гибкие, чем кольца прямоугольного сечения, и легче монтируются. Полукруглые канавки под кольца меньше ослабляют деталь вследствие меньшей концентрации напряжений. Кольца, установленные в конических выточках на насадных деталях, могут нести значительные осевые нагрузки.

Сечения проволочных стопоров

Проволочным кольцам можно придать эллиптическую (в плане) форму, обеспечивающую более равномерный натяг по окружности, с большой осью эллипса вдоль разреза (рис. 839, а) для внутренних колец и поперек разреза (вид б) для наружных.

Стопоры эллиптической формы

Изготовление проволочных колец несложно. Кольца малого диаметра изготовляют разрезанием витой спирали по образующей с последующей правкой витков на плоскость, закалкой и отпуском. Диаметр спиральной заготовки устанавливают экспериментально с учетом деформации витков при разрезании и термической обработке. Мелкие отклонения устраняют правкой в закаленном состоянии.

Недостаток проволочных колец круглого профиля — менее определенная фиксация деталей в осевом направлении.

Размеры проволочных колец прямоугольного сечения выбирают так же, как точеных.

Для колец круглого сечения принимают следующие соотношения.

Provol kolca 3

где D — средний диаметр кольца.

Нижний предел относится к кольцам большого диаметра (≥ 30 мм), верхний — малого (< 30 мм).

Глубину канавки делают равной 0,55d с таким расчетом, чтобы кольцо утопало в канавке несколько больше, чем наполовину.

Параметры стопоров круглого сечения

Для внутренних колец (рис. 840, а, б) наружный диаметр канавки

Provol kolca 5

Наружный диаметр кольца в свободном состоянии для получения радиального натяга делают равным

Provol kolca 6

где нижний предел относится к кольцам малого диаметра, а верхний — большого.

Подставляя в это выражение значение D1 из формулы (382), получаем

Provol kolca 7

Ширина прорези из условия заведения кольца в отверстие

Provol kolca 8

Provol kolca 9

Для наружных колец (рис. 840, в, г) при d = (0,03—0,05)·D и h1 = 0,55·d внутренний диаметр канавки

Provol kolca 10

где нижний предел относится к кольцам малого диаметра, а верхний — большого.

Внутренний диаметр кольца в свободном состоянии делают равным

Provol kolca 11

где нижний предел относится к кольцам большого диаметра, а верхний — малого. Подставляя в это уравнение значение d1 из выражения (384), получаем

Provol kolca 12

Ширину прорези для колец малого диаметра принимают l’ = 5—10 мм, большого 10—20 мм.

На основании формул (374), (376), (383) и (385) можно для колец прямоугольного и круглого сечения сформулировать единое правило: наружный диаметр D2 внутренних колец в свободном состоянии должен быть примерно на 10% больше, а внутренний диаметр d2 наружных колец на 10% меньше диаметра посадочных поверхностей (соответственно D и d).

Читайте так же:
Сабельная электропила по металлу

Канавки под кольца делают полукруглыми (рис. 841, a), прямоугольными (вид б) шириной (1,05—1,1)·d, трапецеидальными (виды в—д) с углом при вершине 50—60°. Радиус у основания прямоугольных канавок делают максимально возможным, но не более 0,4d.

Канавки под стопоры круглого сечения

Полукруглые канавки меньше ослабляют деталь, прямоугольные и, особенно, трапецеидальные устойчивее фиксируют кольцо.

Если позволяют условия сборки, целесообразно выполнять кромки насадных деталей с фасками (вид д).

Для облегчения монтажа и демонтажа концы внутренних стопоров отгибают под отвертку (рис. 842, a), съемные щипцы (виды б—г) или снабжают петлями (вид д). Наружные стопоры делают гладкими (вид е) или с усиками (виды ж—и) и петлями (вид к) под съемный инструмент.

Съемные элементы проволочных стопоров

Многовитковые кольца (рис. 843) состоят из нескольких (обычно двух) спиральных витков проволоки прямоугольного сечения. Преимущество их — повышенная радиальная податливость, что позволяет сделать канавки более глубокими.

Двухвитковые стопорные кольца

Во внутренних кольцах (вид а) расстояние l свободных концов витков от участка перелома должно быть по условию сборки

Provol kolca 16

где D2 — диаметр кольца в свободном состоянии; D — диаметр отверстия.

В наружных кольцах (вид б) величину l’ делают равной 6—10 мм.

Монтаж витых колец облегчен из-за их повышенной упругости, однако демонтаж (особенно внутренних колец) затруднен ввиду расположения конечных витков по разные стороны кольца.

Кольца уплотнительные ГОСТ 9833-73 (ГОСТ 18829-73)

Кольца резиновые круглого сечения по ГОСТ 9833-73 и ГОСТ 18829-73 предназначены для уплотнения гидравлических, топливных, смазочных и пневматических устройств.
Кольца ГОСТ 9833-73 работают в подвижных (давление до 32 Мпа) и неподвижных (давление до 50 Мпа) соединениях, при температуре от -60°С до +280°С, в зависимости от группы резины.
Рабочая среда — минеральные масла, жидкое топливо, эмульсии, смазки, пресная и морская вода,воздух.
Скорость перемещния в любой среде — до 0,5 м /с.
Кольца уплотнительные изготавливаются из различных типов резиновых смесей, смесей на основе силоксановых каучуков (силикон) и фторопласта.

Внутренние диаматры d1 и диаматры сечений d2 колец,
должны соответствовать размерам приведенным в таблице ниже.

Обозначение типоразмера кольца строят по следующей структуре:
XXXXXXXX
Диаметр
штока, мм
Диаметр
цилиндра, мм
Диаметр сечения в мм,
умнженный на 10
    ГОСТ 9833-73 предусматривает следущие диамтры сечений:
  • кольца уплотнительные резиновые ГОСТ 9833-73 (ГОСТ 18829-73): d2 = 1,4 мм;
  • кольца уплотнительные резиновые ГОСТ 9833-73 (ГОСТ 18829-73): d2 = 1,9 мм;
  • кольца уплотнительные резиновые ГОСТ 9833-73 (ГОСТ 18829-73): d2 = 2,5 мм;
  • кольца уплотнительные резиновые ГОСТ 9833-73 (ГОСТ 18829-73): d2 = 3,0 мм;
  • кольца уплотнительные резиновые ГОСТ 9833-73 (ГОСТ 18829-73): d2 = 3,6 мм;
  • кольца уплотнительные резиновые ГОСТ 9833-73 (ГОСТ 18829-73): d2 = 4,6 мм;
  • кольца уплотнительные резиновые ГОСТ 9833-73 (ГОСТ 18829-73): d2 = 5,8 мм;
  • кольца уплотнительные резиновые ГОСТ 9833-73 (ГОСТ 18829-73): d2 = 7,5 мм;
  • кольца уплотнительные резиновые ГОСТ 9833-73 (ГОСТ 18829-73): d2 = 8,5 мм;
    Кольца уплотнительные резиновые по ГОСТ 9833-73 (ГОСТ 18829-73) способны работать в следущих средах:
  • минеральные масла;
  • жидкие топлива;
  • эмульсии и смазки;
  • пресная и морская вода;
  • сжатый воздух;
    Кольца уплотнительные резиновые круглого сечения изготавливаются из резин:
  • Группа 2 — маслобензостойкая, температура работоспособности: от -50°С до +130°С;
  • Группа 3 — маслобензостойкая, температура: от -60°С до +130°С;
  • Группа 4 — маслобензостойкая, от -30°С до +120°С;
  • Группа 5 — маслобензостойкая термостойкая и стойкая к агрессивным средам, от -20°С до +150°С;
  • Группа 6 — маслобензостойкая термостойкая и стойкая к агрессивным средам, от -20°С до +200°С;
  • Группа 6 (инд.заказ) — маслобензостойкая термостойкая и стойкая к агрессивным средам, от -45°С до +300°С;
  • Группа 7 — термостойкая, от -50°С до +200°С;
  • Группа 7 (инд.заказ) — маслобензостойкая, допущенная к контакту с пищевыми продуктами, от -30°С до +100°С;
  • Группа 7 (инд.заказ) — допущенная к контакту с пищевыми продуктами)от -60°С до +250°С.

Температура работоспособности зависит от группы резины и составляет от -60 до +300°С.

    Кольца уплотнительные резиновые изготавливаются следующих групп точности:
  • для подвижных соединений;
  • для подвижных и неподвижных соединений.
    Рабочее давление колец резиновых круглого сечения по ГОСТ 9833-73 и ГОСТ 18829-73 :
  • до 50 Мпа (500 кгс/см2) в неподвижных соединениях в минеральных маслах, жидких топливах, эмульсиях, смазках, пресной и морской воде;
  • до 32 Мпа (320 кгс/см2) в подвижных соединениях в минеральных маслах, жидких топливах, эмульсиях, смазках, пресной и морской воде;
  • до 40 Мпа (400 кгс/см2) в неподвижных соединениях в сжатом воздухе;
  • до 10 Мпа (100 кгс/см2) в подвижных соединениях в сжатом воздухе.

. Для машин и узлов, находящихся в эксплуатации и серийном производстве, допускается изготовлять кольца размерами, не предусмотренными настоящим стандартом, по рабочим чертежам, согласованным в установленном порядке.

Кольца резиновые уплотнительные

Как правило, резиновые уплотнительные кольца бывают двух основных типов: круглого сечения и квадратного. При этом первая разновидность имеет большее распространение в промышленности, нежели вторая. Объясняется это тем, что квадратная форма кромки более подвержена износу при трении. Зато круглые резиновые кольца, у которых кромка гладкая и не имеет никаких резких выступов, могут находиться в эксплуатации значительно дольше.

Такая особенность позволяет использовать уплотнительные резиновые кольца круглого сечения в гидравлических и пневматических механизмах для уплотнения и подвижных, и неподвижных соединений. У колец квадратного сечения диапазон применения меньше. Из-за слабой устойчивости к трению их используют только для уплотнения статичных соединений. Более того, изоляционные свойства у квадратного типа изделий тоже проигрывают круглым.

Фильтрация

Внутренний диаметр кольца:

  • 1 — 10 мм.

Круглые резиновые уплотнительные кольца обеспечивают очень высокую герметичность в соединениях, защищая от протечки рабочей жидкости, смешивания разнородных рабочих сред и от попадания пыли и других типов загрязнений. За счет конструкционной формы, резиновые кольца-прокладки при установке в специально проточенные пазы устраняют имеющиеся зазоры. Но для этого нужно подобрать правильные размеры резиновых колец.

Сами размеры резиновых колец состоят из трех основных значений. Первое — внутренний диаметр или диаметр штока. Второе значение — внешний диаметр или диаметр цилиндра. А третьим значением является диаметр сечения, умноженный на 10 для округления десятичной дроби. Для того, чтобы понять какой именно размер имеет кольцо, нужно знать маркировку, либо измерить штангенциркулем. Маркировка резиновых колец имеет следующий вид:

Маркировка на примере кольца 050-055-030-2-2

Кроме того, изготовленные по ГОСТ 9833-73 резиновые кольца обязательно должны иметь полное соответствие указанным в данном нормативном документе параметрам. В частности, ГОСТ 9833-73 устанавливает предельные отклонения по номинальному диаметру сечения на каждую из двух его групп точности. Собственно, сами сечения резиновых колец в диаметре могут иметь значение в: 1,4мм.; 1,9мм.; 2,5мм.; 3мм.; 3,6мм.; 4,6мм.; 5,8мм.; 7,5мм.; 8,5мм.

Сечения резиновых колец

Номинальный диаметр сечения

Предельные отклонения для групп точности


ГОСТ 9833-73 кольца резиновые уплотнительные круглого сечения

По регламенту ГОСТ 9833-73 резиновые уплотнительные кольца круглого сечения могут быть изготовлены из разных групп резины. При этом марки резинотехнической смеси даже для одной и той же группы могут отличаться составами и физико-химическими свойствами. Например, плотность марок может варьироваться в пределах от 1200 до 2100 кг/м 3 . Помимо этого, у каждой марки и группы резины меняется устойчивость к различным воздействиям.

Таким образом, созданные по ГОСТ 9833-73 резиновые уплотнительные кольца круглого сечения будут обладать разными особенностями и степенью устойчивости к окружающей их рабочей среде и к механическим нагрузкам, исходя из сырьевого материала, примененного в производстве. В связи с этим все круглые резиновые кольца и кольца с квадратным сечением можно разделить на несколько условных классификаций, которые будут включать в себя:

  1. Маслобензостойкие резиновые кольца
  2. Термостойкие резиновые кольца
  3. Пищевые резиновые кольца

Исходя из этого можно понять, что существуют резиновые кольца-прокладки, устойчивые по отношению к топливным химическим элементам, обладающие устойчивостью к высоким температурам, а также биологически инертные изделия, которые могут контактировать как с посудой или кухонными принадлежностями, так и с самой пищей без риска для безопасности жизнедеятельности человека. То есть диапазон их применения может быть довольно широк.

Собственно, в разных топливных и смазочных жидкостях, в минеральных или синтетических маслах, в эмульсионных жидкостях, а также в морской или в пресной воде — то есть во всех гидравлических средах уплотнительные резиновые кольца круглого сечения смогут работать под давлением в 50МПа для соединений неподвижного типа и 32 МПа для подвижного. При этом скорость перемещения в подвижных соединениях составит до 0,5 метров в секунду.

Если же рассматривать пневматические рабочие среды, например, сжатую воздушную массу, то для этих условий согласно ГОСТ 9833-73 резиновые уплотнительные кольца круглого сечения могут работать при давлении до 40МПа в неподвижных соединениях или до 10 МПа для подвижных соединений с рабочей скоростью перемещения до 0,5м/с. Такие параметры позволяют использовать данные уплотнения во множестве различных типов механизмов.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector