Величина объемного КПД зависит от конструкции уплотнений. В гидроцилиндрах, поршни и штоки которых уплотнены кожаными или резиновыми манжетами объемные потери фактически отсутствуют. При уплотнении поршней металлическими разрезными кольцами объемный КПД составляет величину 0,98…0,99.
28.4. Герметизация штоков и поршней гидроцилиндров
Назначение уплотнительного устройства — предупреждение или уменьшение допустимых утечек рабочей жидкости через соединения. Герметизация подвижных соединений штока с крышкой и поршня с гильзой осуществляется с помощью резиновых колец, как правило, круглого сечения и манжет из резины или полимерных материалов. Поршни цилиндров уплотняются также металлическими разрезными кольцами.
Манжетным уплотнениям характерно то, что они работают только одной стороной, и одна манжета может обеспечить герметичность контакта поршня с гильзой лишь в цилиндре одностороннего действия. Для уплотнения поршней в гидроцилиндрах двухстороннего действия необходимо устанавливать по две манжеты. Манжеты стандартизированы (ГОСТ 14896—84).
Рис. 7.3. – Установка манжеты с защитным кольцом
В случае высоких давлений (более 10 МПа) при применении манжет предусматриваются защитные кольца из фторопласта (рис. 7.3) для предупреждения выдавливания кромки манжеты в зазор между поршнем и гильзой.
Манжеты по ГОСТ 14896—84 обеспечивают достаточный предварительный натяг без специальных распорных устройств. Под давлением подводимой жидкости лепестки манжеты поджимаются к уплотняемым поверхностям дополнительным усилием. Если давление действует на тыльную сторону манжеты, лепестки отжимаются и пропускают жидкость через уплотнение. Эти же манжеты применяются, и для уплотнения штоков.
Шевронные уплотнения (рис. 7.4) состоят из набора шевронных манжет 2, опорного 3 и нажимного 1 колец. Затяжка манжет регулируется за счет подбора толщины шайб 4 (рис. 7.4, б, в), резьбовыми гайками (рис. 7.4, а) или пружинами (рис. 7.4, г). Рабочей средой для этих манжет может быть вода, эмульсия и минеральные масла при давлении до 50 МПа и температуре от —30 до +50°С. Недостатком шевронных уплотнений является громоздкость и сравнительно большая сила трения.
Рис. 7.4. – Уплотнение поршня и штока шевронными манжетами
Эластичные кольца – наиболее универсальный и распространенный вид уплотнений не только в гидроцилиндрах, но и в других гидромеханизмах вследствие их простоты, компактности и надежности.
Рис. 7.5. – Уплотнение поршня Рис. 7.6.– Уплотнение резиновыми кольцами поршня металлическими кольцами
Кольца помещаются в круговые канавки между уплотняемыми поверхностями цилиндра и поршня (рис. 7.5, а). Герметичность уплотнений – при нулевом и малом (нерабочем) давлении жидкости обеспечивается упругостью резины, достигаемой предварительным сжатием кольца при монтаже. Под действием рабочего давления жидкости кольцо, дополнительно деформируясь у внешней стороны канавки, создает плотный контакт с уплотняемыми поверхностями.
Круглые кольца применяют для уплотнения элементов гидроузлов с возвратно-поступательным перемещением со скоростью до 0,3 м/с. Рабочая среда: минеральные масла, жидкие топлива, эмульсии, пресная и морская вода. Диапазон рабочих температур от —50 до +100 °С, давление—до 10 МПа.
Для предупреждения выдавливания уплотнительных колец в зазор при давлении более 10 МПа с одной или с обеих сторон уплотнительного кольца устанавливают защитные кольца (.рис. 7.5, б), изготовленные из твердой резины, фторопласта или текстолита.
Вследствие того что прямоугольные кольца больше, чем круглые, подвержены закручиванию и выдавливанию в зазор, они применяются в комбинированных уплотнениях. Для устранения возможности выдавливания в зазор устанавливаются два кольца: внутреннее 2 (рис. 7.5, в, г) из мягкой резины и наружное 1 из твердой резины, капрона, нейлона, фторопласта и других материалов, обладающих высокой прочностью, низким коэффициентом трения и высокой износостойкостью.
Уплотнение поршня гидроцилиндра пружинящими кольцами (рис. 7.6) – одно из самых простых и долговечных. Металлические разрезные кольца прямоугольного сечения устанавливаются в канавки, проточенные на поршне. Плотный контакт кольца с зеркалом гильзы цилиндра создается за счет упругости кольца, обжатого при монтаже, а также давления жидкости на внутреннюю поверхность кольца со стороны канавки, а в осевом направлении – давления жидкости на боковую поверхность.
Эти уплотнения пригодны для работы при достаточно высоких давлениях и в широком диапазоне температур. При качественном исполнении они могут обеспечивать сравнительно хорошую герметичность при давлении до 30 МПа. В уплотнительном узле применяется одно или несколько колец с расположением каждого из них в своей канавке.
К недостаткам поршневых колец относятся более жесткие, чем для колец из эластичных материалов, допуски размеров сопрягаемых деталей, формы и расположения их рабочих поверхностей, повышенные утечки жидкости.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.