Файл: Макаров Г.В. Уплотнительные устройства.pdf

Глава V I I

УПЛОТНЕНИЯ НЕПОДВИЖНЫХ СОЕДИНЕНИЙ

Уплотнения неподвижных соединений по конструктивным осо­ бенностям можно подразделить на уплотнениябез промежуточ­ ных элементов и на уплотнения с промежуточными элементами; по характеру работы •— на уплотнения, у которых давление ра­ бочей среды уменьшает давление между сопряженными поверх­ ностями (несамоуплотняющиеся) и на уплотнения, у которых при увеличении давления рабочей среды увеличивается контактное давление между сопряженными поверхностями (самоуплотняю­ щиеся).

Без промежуточных элементов обычно выполняются плоские соединения, у которых герметичность обеспечивается за счет шлифовки или шабровки сопряженных поверхностей.

Такие соединения применяются при давлениях до 50 кгс/см2 . Эти соединения являются дорогими и применяются сравнительно редко [61] . К этому же тцпу можно отнести и соединения при помощи конических резьб.

44.УПЛОТНЕНИЕ С ПОМОЩЬЮ ПРОКЛАДОК

Соединения со свободнолежащей прокладкой применяются для всех фланцев, имеющих форму, отличную от круглой. Соединения с уступом применяются для круглых прокладок для точной их фиксации.

Соединения с узким кольцом, поджимаемым~соответствующим выступом, применяются при высоких давлениях.

На рис. 109, б показаны соединения с применением других

работы которого увеличивается с ростом давления. Такое уплот­ нение применяется для высоких давлений, например 2000— 3000 кгс/см2 .

На рис. НО конусное уплотнение также предварительно под­ жимается, но при подаче давления поджатие увеличивается и на­ дежность герметизации возрастает [98] . Коническое кольцо изго-

204

товляется из хромоникелевой, хромомолпбдеиовой стали и дру­ гих материалов.

На рис. 111 показаны конструкции пружинистых металличе­ ских колец для высоких давлений.

Герметизация неподвижных соединений с помощью прокладок достигается за счет затекания, прокладочного материала в микро­ неровности уплотняемых поверхностей и в следы от обработки.

Прокладки бывают металлические, неметаллические и комби­ нированные.

Неметаллические прокладки из резины, асбеста, паронпта, фторопласта, кожи, пробки, картона и др. применяются для низ­

Гофрированные прокладки с толщиной ленты от 0,25 до 0,8 мм и шагом гофров от 1,5 до 6,35 мм применяются для низких давле­ ний (35—70 кгс/см2 ).

Иногда применяют гофрированные прокладки с асбестовым наполнителем гофров на клею или с покрытием уплотнительной замазкой.

Кассетные прокладки состоят из мягкого сжимаемого напол­ нителя, частично или полностью помещенного в металлическую оболочку.

Спиральные прокладки состоят из V-образных чередующихся слоев спирально свернутой ленты металла и мягкого материала, например асбестовой ленты.

Для надежного уплотнения неподвижных соединений необхо­ димо на рабочих поверхностях прокладок создать некоторое ми­ нимальное удельное давление.

Ниже приводятся опытные значения [78] минимальных удель­ ных давлений в кгс/см2 :

для гофрированных прокладок толщиной 3,2 мм из разных материалов: алюминий 105—140, медь 140—175, нержавеющая сталь 280—420;

для простых плоских прокладок толщиной 0,8 до 3,2 мм: алю­ миний 1020—1400, медь 2520—3150; мягкая сталь (железо) 3850— 4800, нержавеющая сталь 5250—6550 (меньшие значения относятся к толщине прокладок 3,2 мм, большие — к тонким прокладкам);

206

для неметаллических прокладок: асбест (толщиной 0,8— 3,2 мм) соответственно 455—112, резина до 28, фторопласт 112— 434.

Для надежной работы уплотнений под давлением необходимо, чтобы усилие предварительного поджатия прокладки превосхо­ дило суммарную нагрузку рабочей среды на дно в несколько раз, например от 1,5 до 3 раз и более [ 5 ] .

Рабочая температура является важным параметром при выборе типа и материала прокладки, например асбестовые наполнители могут применяться до температуры 450—480° С, медные про­ кладки — до 315° С, прокладки из нержавеющей стели — до 425—870° С [78].

Чистота обработки уплотняемых поверхностей фланцев должна быть не ниже V 6 — V 7 .

При выборе прокладок [78] рекомендуется следующий ориен­ тировочный подход: если pt^> 10 000, надо применять исключи­ тельно металлические прокладки, здесь р — рабочее давление за­

р< 85 кгс/см2 .

45.УПЛОТНЕНИЕ С ПОМОЩЬЮ КРАСНОМЕДНЫХ И РЕЗИНОВЫХ КОЛЕЦ

где Рд — усилие от давления запираемой среды и предваритель­ ного поджатия.

Для определения усилия, необходимого для обжатия красномедного уплотнительного кольца, воспользуемся методом, разра­ ботанным д-ром техн. наук проф. Г. А. Смирновым-Аляевым [72] и канд.' техн. наук В. М. Розенберг.

207

Деформация уплотнительного кольца при изготовлении его по предельным допускам будет неупругая, пластическая.

Выражения относительной конечной деформации кольца при его обжатии:

удлинение кольца в радиальном направлении

D, d, h— размеры кольца после обжатия; DQ, d0, hQ — раз­ меры кольца до обжатия;

осевое укорочение

е2 = е2 = — In А - ;

тангенциальное удлинение или укорочение

Согласно закону соответствия видов напряженного и деформи­ рованного состояний

208