Файл: Колпашников А.И. Гидропрессование металлов.pdf

ta-тяги 2 связана с пуансоном 1 и при движении послед­ него вверх извлекается из контейнера.

Второй, более простой тип уплотнения осуществляет­ ся с помощью О-образных колец (рис. 35). В работе [90] впервые описано применение О-образных колец для уплотнения поршня мультипликатора, работающего в области давлений до 10000 ат. Оказалось, что в том случае, когда О-образное кольцо не выдавливается, об-

ния о надежной работе О-образ­ ных колец при давлениях до

16000 ат. Дополнительное преимущество такой проклад­ ки— отсутствие эффекта «перекусывания», имеющего место в уплотнениях Бриджмепа [88].

Уплотнение с помощью О-образного кольца широко применяют в настоящее время при создании установок высокого давления. Такое уплотнение надежно работает при герметизации подвижных и неподвижных узлов. Надежная герметизация может быть достигнута также при использовании колец круглого, треугольного и даже прямоугольного сечения [91].

Однако при давлениях рабочей жидкости порядка 18000—20000 ат и выше подвижные уплотнения с не­ компенсированной площадью могут стать не эффектив­ ными вследствие отставания деформации сжатия пуан­ сона от деформации растяжения внутренней втулки кон-

тейнера. Зазор между пуансоном и контейнером стано­ вится слишком велик для надежной компенсации его с помощью деформации уплотнительных колец, и про­ исходит прорыв жидкости.

Повысить максимальные давления прорыва жидкости и срок службы уплотнений можно, используя сегмент­ ную конструкцию кон­ тейнера с автоматиче­ ски регулируемым дав­ лением гидравличес­ кой поддержки (рис.

36)[92]. В случае

нии рвт, которое компенсирует растягивающие напря­ жения, и произойдет замыкание зазора между контей­ нером и плунжером.

Простая и надежная система уплотнения пуансона

иматрицы разработана Исследовательским центром

Комиссариата по атомной энергии Франции [93] (рис. 37). Работа уплотнения этого типа аналогична ра­ боте ручного машинного или велосипедного пневмати­ ческого насоса. Под действием возрастающего внутрен-

него давлення стенки стакана прижимаются к контей­ неру н обеспечивают надежное уплотнение. Эти уплот­ нения могут быть изготовлены из алюминия, меди, латуни и мягкой стали.

При выдавливании по этому способу вначале вводят определенное количество смазки, потом заготовку, зад-

после каждой прессовки может быть приемлемой в усло­ виях промышленного производства ряда труднодеформируемых материалов.

Рассмотренная система уплотнения имеет ряд пре­ имуществ:

1)возможно использование серийных контейнеров и прессов для осуществления гидропрессования при дав­ лениях до 12000 ат;

2)процесс гидропрессования можно вести с нагре­

вом материала заготовки до 1000—1300° С; 3) исключается операция изготовления уплотняюще­

го конуса на торце заготовки, благодаря чему экономит­ ся материал.

Последнее обстоятельство особенно важно при де­ формировании высоколегированных дорогих материалов, механическая обработка которых — очень трудоемкая операция.

[8, 77] отсутствует непосредственное воздействие рабо­ чей жидкости на уплотнительные кольца. Уплотнительные кольца отделены от рабочей жидкости шайбами или шайбами и распорными конусными кольцами. Принцип

пластической зоне, его рабочий канал увеличивается в диаметре и приобретает криволинейную форму. Поэто­ му при высоких давлениях применяют стационарную си­ стему уплотнения сальникового типа. В этом случае нет необходимости в точной обработке внутреннего канала контейнера и подгонке по нему рабочего штока. Схема нагружения штока на продольный изгиб более благо­ приятна. • Сальниковое уплотнение имеет длительный срок службы.

Наиболее простое уплотнение состоит из пяти колец (рис. 38). Нажимное кольцо / изготовляют с большой

выполняют с натягом 0,1—0,2 мм относительно плунже­ ра и гнезда. Срок службы уплотнения определяется стойкостью кольца 5 и составляет сотни циклов.

Уплотнение матрицы по методу ИФМ АН СССР со­ стоит из следующих деталей (рис. 19): матрицы 6, на­ жимного кольца 5, двух уплотнительных шайб и опор­ ного болта 7. Матрица п нажимное кольцо изготовляют из стали ЗХ2В8. После термообработки по режиму за­

стх /ств =0,95.

Уплотнитёльные кольца изготовляют из высококаче­ ственного термостойкого фторопласта 4 и латуни Л62.

Перед прессованием нажимное кольцо в результате затягивания болта создает предварительное уплотнение матричного узла, так как нижним своим торцом оно упирается в набор уплотняющих колец, а верхним-—в уступ в контейнере, который образуется при переходе от диаметра 30 мм к диаметру 38 мм. В момент прессова­ ния жидкость высокого давления давит на верхний то­ рец нажимного кольца, давление передается на набор

уплотнительных колец н за счет этого достигается уплот­ нение матричного узла.

Вустановках, особенно с вынесенным источником давления жидкости, уплотнение матрицы осуществляет­ ся путем создания контактных напряжений по кольцевой конической поверхности сочленения цилиндр — матрица (см. рис. 17). Усилие, необходимое для этой операции, создает гидравлическое устройство, ввинчиваемое в ра­ бочий цилиндр.

Вустройстве, принципиальная схема действия кото­ рого показана па рис. 39 [94], давление прижима кон­ тейнера 2 к матрице 3 обеспечивается давлением рабо­ чей жидкости в контейнере (рис. 39), которое создается перемещением рабочего плунжера /. Важное преимуще­ ство этой системы уплотнения матрицы — постоянная автоматически устанавливающаяся связь давления жидкости в контейнере и контактного напряжения мат­ рица — контейнер.

Недостаток описанной выше системы уплотнения — необходимость высокой чистоты и точности изготовле­ ния сопрягаемых поверхностей.

В работе [91] описана исключительно простая кон­ струкция уплотиительного узла матрицы (рис. 40). Уплотнение состоит всего из двух колец. Опорное коль­ цо 1 изготовляют из бронзы или латуни с зазором 0,01 мм относительно матрицы 3 и контейнера. Уплот­ няющее кольцо 2 (фторопласт 4) выполняют с натягом по диаметрам 0,2 мм. Такое уплотнение устанавливают даже на матрицу с необработанной поверхностью, и его можно применять при давлении до 30000 ат.

Надежность уплотнителы-юго узла зависит также от вязкости уплотняемой жидкости, причем чем вязкость выше, тем легче добиться надежного уплотнения. Это объясняется тем, что сопротивление истечению жидко­ сти в зазор прямо пропорционально ее вязкости.

С целью повышения герметичности уплотнений и со­ хранения оптимальных условий трения в очаге деформа­ ции в качестве рабочей среды можно использовать несмешивающиеся жидкости с различной вязкостью, при­ чем высоковязкую жидкость располагают над маловяз­ кой [95].

Проблема уплотнения практически полностью отпа­ дает при выдавливании высоковязкими квазижидкими