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

Т а б л и ц а 13

Изменение размеров прокладок в процессе длительных испытании в режимах эксплуатации

линз при различных температурах приводит к некоторому изме­

2,5 %, а высота на 1 %. Однако на работоспособность линз в вы­ бранной конструкции соединения это не влияет. Все они обеспечи­ вают герметичность, и изменение размеров не выходит за пределы допусков; 2) чередование в широких пределах режимов хранения, работы и транспортировки для уплотнительных линз из полиме­ ров не влияет на их работоспособность; 3) полимерные уплотни­ тели мало подвержены процессу старения в условиях закрытых соединений, причем чередование режимов хранения, эксплуата­ ции и транспортировки не влияет отрицательно на работоспособ­ ность соединения, следовательно, полимерные уплотнительные линзы могут быть применены в магистральных трубопроводах и аппаратуре пневмогидравлических систем, находящихся дли­ тельное время на хранении; 4) полимерные втулки, линзы, кла­ паны, которые работают в условиях, исключающих попадание лучей, могут обеспечить безотказную работу агрегатов и узлов в течение длительного времени (непрерывная работа стендов лабо­ ратории с 1962 по 1972 г.); 5) при длительных хранениях на

132

складах (в течение нескольких лет) заготовки следует смазывать консистентной смазкой циатим-201 и упаковывать в светозащит­ ную бумагу.

§ 16. Ремонт уплотнений арматуры

Работоспособность гидро- и пневмоагрегатов в большинстве случаев определяется долговечностью уплотнений, что, в свою оче­ редь, определяется не только качеством уплотнителя, но и ре­ монтопригодностью уплотняющего устройства. На работу уплот­ нений большое влияние оказывают внешние факторы, описанные выше. Не менее важен для работы уплотнителя правильный выбор всех геометрических параметров деталей, а также чистота их обра­ ботки, точность изготовления фасок, радиусов и других размеров.

Основным дефектом арматуры является недостаточный кон­ такт сопрягаемых уплотнительных поверхностей седла и клапана. Данные литературы, а также анализ испытаний опытной и серий­ ной арматуры высокого давления показывают, что более 90 % обнаруженных дефектов являются следствие недостаточного уплот­ нения контактных поверхностей клапана и седла; остальные 10% составляют заедание в ходовом механизме арматуры и дефект в сальнике или манжете. Практика показала, что наиболее часто дефекты уплотнений возникают по следующим причинам: 1) из-за некачественной сборки, когда уплотнение повреждается еще до эксплуатации; 2) из-за изменений размеров уплотнительных эле­ ментов, вызванных набуханием в масле, воде или остаточной де­ формацией; 3) при недооценке зазоров в различных точках агре­ гатов в рабочих условиях и недостаточных предварительных натя­ гах, приводящих к срезу уплотняющего материала или к его выдавливанию; 4) из-за загрязнения посадочных мест деталей, арматуры.

Из всех перечисленных факторов особое внимание следует обра­ тить на контроль зазоров, так как выдавливание пластмассового уплотнителя из корпуса клапана является довольно частым след­ ствием больших зазоров. Кроме конструктивного просчета зазоры могут быть увеличены вследствие овальности и конусности дета­ лей, сопряженных с уплотнителем, а также из деформаций в про­ цессе работы.

Другой формой проявления дефекта является эрозионный износ уплотнителя или так называемое вымывание материала уплотнения рабочей средой. Это происходит как в результате попадания на рабочую поверхность уплотнителя пыли, песка, влаги, так и в результате некоторого сочетания скорости дефор­ мации поверхности уплотнителя и скорости истечения рабочей среды. То же самое наблюдается и на металлических уплотни­ телях, но наиболее наглядно это можно видеть на металлопла­ стмассовых клапанах (рис. 60).

Практикой установлены следующие способы устранения де­ фектов клапанного устройства.

133

1. Из клапана «выдавило» уплотнитель или центральный штифт (рис. 61). Для исправления необходимо окончательно его вытащить, изготовить или подобрать центральный штифт, наружный диа­ метр которого изготовлен по верхнему значению допуска, запрес­ совать штифт и уплотнитель в корпус клапана, проточить фаску торца клапана и, наконец, проточить (пропылить) торец клапана резцом на токарном станке.

2. Произошел эрозионный износ уплотнителя (рис. 60). При небольших разрушениях уплотняющую поверхность самого клапана и его седло следует притереть различными притироч­

ными пастами или пропылить. При больших вымоинах или незна­ чительных выдавливаниях уплотнительной подушки клапана допускается многократная подрезка последнего. Причем благо­ даря хорошим упругим свойствам пластмасс, требуемая чистота уплотняющей поверхности клапана может быть получена на обыч­ ном токарном станке, даже на таком, который имеется на пере­ движных машинах технического обслуживания. Подрезку может осуществить малоквалифицированный токарь. Изменения харак­

(нагрев при проходе металлической частиклапана) не наблю­ далось на всех режимах работы этого оборудования.

Не следует забывать, что при ремонте клапанов на всех заходных кромках следует снять фаски или радиусы. Ко всему ска­ занному следует добавить, что одним из условий надежной работы уплотнений после ремонта является соблюдение всех технических условий на изготовление и сборку уплотнительных элементов.

Микроскопические исследования мест разрушения полимерных линзовых прокладок после испытаний на механическую прочность внутренним давлением показало, что характер разрушения не

134

зависит от способа изготовления прокладки и определяется вели­ чиной давления и температурой рабочей среды для открытых флан­ цевых соединений и только температурой для ниппельного, арми­ рованного гайкой соединения.

В обоих случаях начальный период процесса разрушения линзы протекает одинаково: на поверхности прокладки на внутренней ее кромке появляются трещины, длиіГа и ширина которых по мере возрастания числа циклов нагружения (или числа циклов нагрева) увеличивается. Исследование влияния этих трещин на прочность и герметичность соединения показало,

ходного'сечения уплотнительного устройства) производить ремонт соединения не требуется. При дальнейшем увеличении длины тре­ щин необходимо заменить прокладку.

Место для уплотняющих деталей должно быть рассчитано так, чтобы компенсировать увеличение их размеров вследствие объем­ ного набухания в рабочей среде. Очень важно при ремонтах уплот­ няющих элементов обеспечить исключительную чистоту для предупреждения загрязнений уплотнений. Жидкости, применяе­ мые для промывки деталей и самих уплотнений, должны быть нейтральными к ним.

Ремонт уплотнения можно облегчить, применив специальный инструмент и приспособлениям При этом очень важно не повредить уплотняющие поверхности уплотнителей.

§ 17і Экономическая эффективность применения пластмасс

в пневмогидравлических системах

В результате улучшения качества производимых пластмасс и совершенствования методов их переработки машиностроение становится одной из главных отраслей потребления пластмассовых

изделий из пластмасс, как правило, оказывается ниже, чем ме­ таллов.

Кроме того, применение пластмасс в машиностроении позво­ лит снизить вес машины, улучшить технико-экономические пара­ метры конструкции, снизить себестоимость и трудоемкость их изготовления. Одним из основных преимуществ применения поли­ мерных материалов в различных отраслях народного хозяйства является высокая производительность труда при изготовлении из них деталей. В значительной степени именно этим объясняются большие объемы производства полимеров, превышающие произ­ водство цветных металлов, причем следует учесть, что термопла­ стичные материалы, к которым относится подавляющее болыпин-

135

ство полимеризационных пластиков, перерабатываются в изделие высокопроизводительными методами. Наиболее трудоемкими опе­ рациями в машиностроении являются механические операции по холодной обработке металлов резанием. Производство услож­ няется в связи со значительным удельным весом заготовительных работ, занимающих промежуточное положение между чисто металлургическими и чисто машиностроительными процес­ сами.

Производство пластмасс и изготовление изделий из них яв­ ляются менее трудоемкими процессами, так как центр тяжести переносится из обрабатывающих в заготовительные цехи, где будут изготавливаться не заготовки, а детали из пластмасс, не требующие дальнейшей обработки. Современные методы пере­ работки и изготовления деталей из пластмасс характеризуется высокой экономичностью и технологичностью. Например, замена металлических линз для соединения трубопроводов в пневмо- и гидросистемах высокого давления полимерными позволило сократить затраты на их изготовление литьем под давлением приблизительно в три раза. Даже при необходимости получения уплотнительных линз механической обработкой затрачивается на это времени в 1,5—2 раза меньше из-за понижения класса чистоты поверхности на два — три порядка. Трудоемкость в ме­ таллургическом производстве превышает трудоемкость произ­ водства пластмасс в два — пять раз.

Переход на новые формы планирования и экономического стимулирования тесно связан с системой ценообразования. Эко­ номическая эффективность применения пластмасс в народном хозяйстве в значительной степени зависит от соотношения опто­ вых цен на взаимозаменяемые материалы и изделия из них. В ре­ зультате введения новых оптовых цен с 1 июля 1967 г. эффект применения пластмасс во всех отраслях народного хозяйства (особенно при замене металлов) значительно возрос. В то же время цены на прокат металлов повышены в среднем на 40%, а цветных металлов — на 22%. Научно-технические достижения за послед­ ние годы в производстве сырья для пластмасс и при изготовлении самих пластмасс, увеличение объемов выпуска их позволили сни­ зить оптовые цены на смолы и пластмассы на 18%. Новые цены на смолы и пластмассы явились важной предпосылкой для снижения цен на изделия и детали из пластмас. Общее снижение цен на эту продукцию составило почти 25%.

При определении основных направлений применения пластмасс в машиностроении необходимо ориентироваться не только на имеющиеся материалы. Следует учитывать перспективы разра­ ботки и освоения новых полимеров с высокими физико-механи­ ческими свойствами. Целью внедрения в основные отрасли маши­ ностроения пластмасс в первую очередь является замена цветных металлов, а также (если это экономически целесообразно) черных металлов. Пластические массы получают широкое распростра­

136