Файл: Колпашников А.И. Гидропрессование металлов.pdf

на пружину 6. Заливают рабочую жидкость 2 и вводят плунжер 1. При движении плунжера до упора в кони­ ческий торец заготовки через отверстие в плунжере

зоны и повышение давления рабочей жидкости до р б о к - Истечение металла начинается при некотором пре­ вышении торцового давления, возникающего при до­ стижении упором дна контейнера. Давление бокового подпора при этом остается постоянным. Расчетной в процессе является высота деформации пружины 6, кото­ рая определяет объем вытесненной жидкости и, следо­

вательно, максимальное давление бокового подпора. Для надежности работы установок необходимо при­

менять заготовки с небольшими колебаниями размеров (высоты и диаметра), так как от размеров заготовки, в конечном счете, зависит отношение величины бокового подпора к торцовому давлению.

Этого недостатка лишена установка, изображенная на рис. 32, б. В данном случае соотношение между бо­ ковым и торцовым давлением зависит только от соотно­ шения площади поперечного сечения втулки 5 и заго­ товки 3:

(15)

где FB— площадь поперечного сечения втулки; F„—площадь поперечного сечения заготовки.

Если диаметр заготовки приблизительно равен внут­ реннему диаметру втулки, то толщину стенки втулки' можно определить по формуле

(16)

где hB— толщина стенки втулки.

Рассматриваемая установка имеет важное преиму­ щество— простота наладки и эксплуатации.

3. СПОСОБЫ УПЛОТНЕНИЯ ПУАНСОНА И МАТРИЦЫ

Большие затруднения при работе на установках с давлениями выше 12000—15000 ат возникают с уплотне­ ниями. Уплотнение — основной узел, определяющий ра-

ботоспособность всей установки в целом. При давлениях 20000 ат необходимо заменять новое уплотнение с под­ гонкой на каждую прессовку. В настоящее время, на­ пример, при прессовании стальных профилей (давление до 19000 ат) максимальное количество прессовок на одном уплотнении без замены колец не превышает двухтрех. С понижением давления стойкость уплотнений по­ вышается и при давлениях 10000—12000 ат составляет до 10 и более прессозок. Стойкость уплотнений на мат­ рице в 1,5—2 раза выше, чем на плунжере. Ее можно повысить за счет усложнения конструкции, однако при этом увеличивается стоимость изготовления [75, 86, 87].

Поэтому наиболее рационально совершенствовать простые уплотнения, выбирая необходимые размеры, форму, зазоры и материал колец. Учитывая простоту из­ готовления и возможность применения недефицитных материалов, уже при существующей стойкости затраты иа уплотнения будут незначительны.

Уплотнения бывают подвижные и неподвижные. Из­ готовить неподвижные уплотнения (например, матрицу, узлы соединения различных агрегатов высокого давле­ ния и др.) значительно проще. Они надежнее в эксплуа­ тации.

Надежность работы подвижных уплотнений во мно­ гом зависит от чистоты поверхности канала контейнера по всей длине. Это значительно усложняет изготовление внутренней втулки контейнера. Малейшие риски и за­ диры на зеркале контейнера приводят к утечке жидко­ сти через уплотнения. Этим объясняется различная стойкость уплотнений одного типа, установленных на матрице или плунжере.

Подвижные уплотнения

Практика конструирования уплотнений для устано­ вок, работающих в области давлений порядка 1000 ат, в значительной степени уже установилась. Основной принцип любого метода уплотнения Должен предусмат­ ривать либо высокие уплотняющие давления в контакт­ ных точках, либо самоуплотняющуюся систему, в кото­ рой уплотнение' существенно улучшается по мере увели­ чения давления. Выбор способа уплотнения в каждом отдельном случае зависит до некоторой степени от рода проводимой работы (и от диапазона давлений). Повы-

сившийся в последнее время интерес к работам при вы­ соких давлениях привел к применению новых материа­ лов и методов, значительно облегчающих работу со сложным оборудованием высокого давления. Некоторые из этих материалов и методов рассматриваются ниже.

Наиболее распространенным и эффективным являет­ ся уплотнение, предложенное Бриджменом и основанное на использовании принципа так называемой «некомпен­ сированной площади» [2]. Этот тип уплотнения показан на рис. 33, а—в. В пуансоне / имеется глухое отверстие, в которое плотно входит стержень грибка 5. Между грибком и пуансоном устанавливают набор шайб. Шай­ бы 2 и 4 изготовлены из меди М4, шайба 3— из высо­ кокачественного уплотнительного материала фтороплас­ та 4. Во время работы установки давление на шайбы всегда больше давления жидкости в контейнере:

где р ш — д а в л е н и е на уплотнительные шайбы;

F2— некомпенсированнаяплощадь грибкового уп­ лотнения;