4.6. Уплотнительные устройства
4. КОНДИЦИОНЕРЫ РАБОЧЕЙ ЖИДКОСТИ, ГИДРОЕМКОСТИ, ГИДРОЛИНИИ
4.6. Уплотнительные устройства
Уплотнительные устройства предназначены для герметизации соединений с целью предотвращения или уменьшения утечек рабочей жидкости через зазоры в подвижных и неподвижных соединениях, а также для защиты рабочих полостей от проникновения загрязняющих и других частиц из внешней среды.
Уплотнением называется деталь уплотнительного устройства, находящаяся в контакте с сопрягаемыми деталями и препятствующая перетеканию рабочей жидкости через зазоры между этими деталями.
Статистика показывает, что уплотнения являются наиболее ненадежным звеном гидропневмосистем и количество отказов при эксплуатации гидропневмосистем, связанных с потерей герметичности, составляет примерно 50% всех отказов.
Утечки рабочей жидкости могут быть наружные и внутренние. Наружные утечки приводят к потерям жидкости, загрязнению окружающей среды. Внутренние утечки, как и наружные, приводят к снижению объемного, полного КПД и мощности гидропривода.
Различают уплотнения, предназначенные для герметизации неподвижных и подвижных соединений.
Уплотнения должны удовлетворять следующим основным требованиям:
- обеспечивать необходимую герметичность;
- быть надежными и долговечными в эксплуатации;
- иметь низкий коэффициент трения;
- быть удобными для монтажа и демонтажа;
- обладать работоспособностью в заданном диапазоне рабочих давления и температур;
- обладать совместимостью с другими материалами и рабочей средой;
- иметь небольшие габаритные размеры и низкую стоимость.
Герметизация гидравлических систем может быть достигнута за счет:
- уменьшения утечек через зазоры за счет увеличения гидравлического сопротивления (бесконтактные механические уплотнения);
- предотвращения утечек из-за ликвидации или уменьшения зазоров путем точной подгонки деталей (контактные механические уплотнения);
- применения эластичных материалов (контактные уплотнения) с необходимой степенью их деформации, обеспечивающей герметичность неподвижных и подвижных соединений;
- разделения сред с применением мембран и сильфонов (диафрагменные уплотнения);
- заполнения зазора между поверхностями герметизирующей жидкостью с использованием физических свойств покоящейся или движущейся жидкости (жидкостные уплотнения) и др.
Существующее многообразие уплотнений не ограничивается перечисленными типами. Существуют комбинированные уплотнения, объединяющие в одной конструкции уплотнения разных типов.
Наибольшее применение в гидроприводах получили следующие эластичные уплотнения: резиновые кольца круглого сечения, манжеты различного сечения и т.д.
Резиновые уплотнения кольца круглого сечения с размерами по ГОСТ 9833-73 предназначены для работы при номинальном давлении до 32 МПа для подвижных соединений и при номинальном давлении до 50 МПа – для неподвижных соединений.
Резиновые манжеты уменьшенного сечения по ГОСТ 14896-74 предназначены для уплотнения цилиндров и штоков гидравлических устройств, работающих при давлении до 50 МПа (с защитными кольцами).
Существуют и другие типы манжет. Конструктивные особенности манжетных уплотнений обеспечивают герметичность только при одностороннем подводе рабочей жидкости (давления). При знакопеременном давлении, например, на поршне гидроцилиндра двустороннего действия необходимо устанавливать две встречно направленные манжеты.
При изготовлении манжет, кроме резины, применяются и другие материалы, например, специальные антифрикционные пластмассы. работоспособность контактных эластичных уплотнений существенно зависит от качества обработки поверхностей сопрягаемых деталей.