Файл: Вуколов В.М. Детали из пластмасс в пневмогидравлических системах.pdf

107

следовало ожидать наибольшего по величине набухания за корот­ кий срок. Проведенные исследования это полностью подтвер­ дили. Процесс закончился через 78 сут, причем предел набуха­ ния капролона составил 5,75, а поликапролактама — 8,43%. Интенсивность набухания этих сходных по своим свойствам поли­ меров была практически одинакова. Если предел набухания взять за единицу, то за первый день произошло набухание для капролона на 0,13, а поликапролактама на 0,18%. По прошествии половины срока набухания эти цифры соответственно составляли 0,83 и 0,91%. Разницу в абсолютной величине набухания, очевидно, следует объяснить различной величиной полярности полимеров.

Третий полимер из этой группы — смола П-68 резко отли­ чается по величине предела насыщения, который был достигнут как и у первых двух полимеров на 78 сут, но по величине соста­ влял всего 1,57%. Следовательно, смола П-68 является менее по­ лярным полимером, чем капрон и поликапролактам. Это подтвер­ ждается и при анализе предела набухания указанных полимеров в масле АМГ-10; поскольку данный случай соответствовал набуха­ нию полярных полимеров в неполярной жидкости, эксперимент подтвердил значительное уменьшение предельного насыщения этих полимеров. По истечении 175 сут предельное насыщение поли­ капролактама было в девять раз меньше, чем насыщение водой; капролона— в семь раз; смолы П-68 — три раза.

Таким образом, на основании проведенных работ можно сде­ лать следующие выводы:

1)полимеры, имеющие наибольшую перспективу применения

вгидросистемах, работающих под высоким давлением, подвер­ жены набуханию в рабочих жидкостях; при этом набухание в масле АМГ-10 значительно меньше, чем в воде;

2)высокие давления благоприятно влияют на работу поли­ меров, препятствуя их насыщению;

3)с точки зрения насыщения при работе в масляной среде целесообразно применять наиболее полярный полимер.

Конструирование уплотнений для соединения трубопроводов

После выбора материала по параметрам совместимости его с рабочей средой и условиями работы в машине необходимо пе­ рейти к конструированию соединения. Конструкция линзового уплотнителя должна в значительной степени соответствовать ГОСТ 10493—63 на стальные линзы.

Особое внимание следует уделять толщине прокладки. Иссле­ дования показали, что для соединения трубопроводов с проход­ ным сечением до 6 -10-2 м толщину прокладки необходимо выби­ рать таким образом, чтобы ширина кромки линзы по наружному диаметру не превышала (2 -н 3) ІО-3 м. Только в этом случае линза устойчива в соединении при высоких давлениях, ибо устой­

108

чивость уплотнителя при этом будет определяться не столько физико-механическими свойствами материала, сколько прочностью соединения ниппель—гайка—штуцер.

Конструкция уплотняющих поверхностей ниппеля и штуцера выбирается также исходя из устойчивости линзы в соединении. Большое значение имеет соотношение углов наклона уплотняющих поверхностей ниппеля и шту­ цера. Угол необходимо выбрать таким образом, чтобы он ка­ сался сферы линзового уплот­

нителя по диаметру DK(рис. 49).

лотняющего конуса следует соз­ дать таким, чтобы при заворачивании накидной гайки соединения

без давления в магистрали полимерный уплотнитель был устойчив к сжимающим усилиям, т. е. прокладка не должна выдавли­ ваться конусами внутрь соединения. Экспериментальные изуче­ ния этого вопроса показали, что для прокладок из капролона, поликапролактама, смолы П-68, полиформальдегида этот угол

длительной эксплуатации, особенно при температуре 323—333 К. В этом случае для обеспечения эксплуатационной надежности необходимо прибегнуть к армирующей защите по внутреннему диаметру уплотнителя (рис. 51).

Для линзовых уплотнителей из поликапролактама, капролона, смолы П-68, полиформальдегида, работающих при давлениях больше 500-106 Н/м2, а также для линзовых уплотнителей из фторопласта, работающих при рабочих давлениях больше 200 X

109

Заслуживают особого внимания соединения с полимерными уплотнителями, применение которых по конструктивным сообра­ жениям требуется для уменьшения амплитуды колебания трубо­ проводов при вибрациях систем. Практика показывает, что для использования демпфирующего эффекта полимерных уплотнителей необходимо во всех соединениях соблюдать следующее условие: кольцевой зазор а (рис. 50, 51) между внутренним наименьшимдиаметром накидной гайки и ниппелем должен быть 0,6 ■10~3 м для

проходное сечение трубопровода и соединения Dy, а также тол­ щина стенки трубопровода и материала уплотнителя;

2) расчетный диаметр проходного сечения и толщина стенки

=(6-ц60)10-3 м можно рекомендовать зависимость D = (2,5-±l,5)Dy;

4)выбранный наружный диаметр D уточняется по таблице типоразмеров резьб согласно ГОСТ 9150—59; на основании этой таблицы наружный диаметр уплотнителя уточняется таким обра­ зом, чтобы он был меньше на (1-±2)-10~3 м внутреннего диаметрарезьбы накидной гайки соединения;

5)определяется диаметр касания конуса ниппеля с уплотняю­

щей сферой линзы DK = (D + Dy)/2;

6) с учетом DKи угла уплотняющего конуса ниппеля и штуцера, построением определяется радиус сферы линзового уплотнителя.

В процессе исследований были найдены эффективные с точки, зрения прочности размеры линзовых уплотнителей из капролона,

идругих полимеров.

Втабл. 8 приведены размеры уплотнителей, прошедших все­ сторонние испытания в течение нескольких лет.

ПО