35. Уплотнительные устройства валов. Конструкции. Достоинства и недостатки.
Во избежание вытекания смазочного материала через зазор между выходящим наружу валом или штоком и отверстием во фланце в последнем устанавливают уплотнение, которое предназначается также и для предохранения подшипникового узла от попадания в него механических частиц, воды и пыли извне. Уплотнение выбирается в зависимости от окружной скорости вращающейся детали, вида употребляемой смазки, температуры и степени загрязненности окружающей среды.
Уплотнительные устройства по принципу действия подразделяются на два вида:
работающие при наличии щелей (зазоров) в соединениях – бесконтактные;
осуществляющие герметизацию за счет плотного прилегания уплотняющих деталей к соответствующим сопряженным поверхностям соединения – контактные;
По величине давления уплотнительные устройства можно разделить на работающие при низком давлении (подшипниковые узлы зубчатых и червячных редукторов), работающие при высоком давлении (гидронасосы, гидродвигатели, гидротормозы и др.) и вакуумные.
Контактные уплотнения (манжетные, уплотнения кольцами, сальниковые и др.) имеют наиболее высокую надежность герметизации, ограниченную долговечность и значительные потери энергии на преодоление сил трения при движении. Контактные уплотнения при высоких давлениях изнашиваются, и требуется периодическая их замена. При этом также изнашиваются сопряженные с ними детали: валы, штоки и цилиндры. Несмотря на отмеченные недостатки, контактные уплотнения часто являются незаменимыми там, где утечки жидкости не допускаются или должны быть очень малыми.
В бесконтактных уплотнениях (центробежных, винтоканавочных, щелевых и др.) жидкость запирается без непосредственного контакта уплотняющих элементов с перемещающимися деталями.
Центробежные и винтоканавочные уплотнения при вращении валов могут запирать жидкость без утечки ее. При отсутствии вращения жидкость обычно запирается за счет применения контактных уплотнений, которые отключаются с началом вращения. Такие уплотнения находят применение в технике при больших скоростях.
Щелевые уплотнения имеют неограниченную долговечность и малые потери энергии от сил трения при движении, не требуют частых перерывов в работе для замены уплотнений. Щелевые уплотнения применяются только там, где допускается некоторая утечка через соединение.
ПРИМЕРЫ:
Уплотнительные
кольца из грубошерстного войлока
применяются при скорости на валу до 3
м/сек, из полугрубошерстного
войлока
-
при
скорости
до
5
м/сек
и
из
тонкошерстного
-
при
скорости
до 7
м/сек.
Максимально
допустимая
температура
для
этих уплотнений 80°. При более высоких температурах и под действием масла войлок грубеет и теряет уплотняющие свойства.
уплотнительное кольцо
Наиболее рациональными уплотнениями являются уплотнения из маслостойкой резины. Уплотнение состоит из манжеты, которая поджимается к валку охватывающей ее пружиной. Эти уплотнения
применяют в подшипниковых узлах с окружной скоростью до 9м/сек и при рабочих температурах до 100°. В ответственных случаях можно ставить в одном гнезде две манжеты рядом .
В последнее время в машинах и станках широко применяются уплотнения манжетные армированные. Для минеральных масел и эмульсии уплотнительные кольца (манжеты) рекомендуется изготовлять из маслостойкой резины. которая
допускает окружную скорость 4-8 м/сек. При высоких скоростях рекомендуется обеспечить отвод тепла, применив, например, циркуляцию масла.
уплотнительная манжета
Уплотнения, полученные за счет нескольких кольцевых протечек (лабиринтов), применяются во фланцах как при жидкой, так и при густой смазке. Иногда к проточкам добавляют еще детали, например закрепленные на валу кольца. которые в сочетании с другими деталями в корпусе образуют систему длинных и узких щелей. затрудняющих вытекание масла
наружу.
Такие уплотнения, называемые сложным
лабиринтом. пригодны для любого вида
применяемой
смазки.
Они
надежны,
не
требуют
ухода
и
могут
работать
в
загрязненной среде.
Но
применение их ограничивается окружной скоростью. Проточки и щели лабиринтнык уплотнений перед монтажом заполняются консистентной смазкой.
проточки на валу
Для уменьшения утечек масла в местах соединений маслопроводов и в соединительных деталях применяют трубную коническую резьбу или коническую дюймовую. Они должны плотно заворачиваться без использования других уплотнений. При использовании неконических резьб плотность достигается за счет сборки и применения уплотнений, например, из числа уплотняющих материалов(краски, сурика, подмотки).