содержание .. 1 2 3 ..
Parker Руководство по кольцам круглого сечения (2017 год) - часть 2
Содержание
6.7 Соответствие стандартам
87
8.11 Скорость утечки газа
104
6.7.1 Компаунды для газоснабжения и широкого применения 87
8.12 Твердость
106
6.7.2 Кислородные клапаны
87
8.13 Эффект Джоуля
106
6.7.3 Компаунды для подготовки, хранения и распределе-
8.14 Хранение, время хранения и очистка эластомеров106
ния питьевой воды
87
8.15 Уменьшение поперечного сечения, вызванное
6.7.4 Компаунды для пищевой и фармацевтической про-
удлинением
107
мышленности
87
8.16 Обработка поверхности лицевых сторон уплотнения. 107
8.17 Трение и износ
109
7 Применения
89
8.17.1 Трение
109
7.1 Автомобилестроение
89
8.17.2 Износ
112
7.1.1 Двигатель
89
8.17.3 Взаимодействие между трением, износом и
7.1.2 Тормозная система
89
уплотнительным процессом
113
7.1.3 Топливная система
89
8.18 Предельное удлинение
113
7.1.4 Коробка передач
90
8.19 Прочность при растяжении
113
7.1.5 Системы кондиционирования воздуха
90
8.20 Релаксация напряжения
113
7.1.6 Снижение выбросов путем очистки выхлопных газов 90
8.21 Ударная упругость
114
7.2 Биомедицина
90
8.22 Радиация
114
7.3 Химическая обработка
90
8.23 Сила деформации поперечного сечения
114
7.4 Гидравлические жидкости безопасные для окружаю-
8.24 Сжатие поперечного сечения уплотнительного кольца. . .115
щей среды
91
8.25 Изменение объема
117
7.5 Системы, использующие солнечную энергию
91
8.26 Стойкость к износу
118
7.6 Геотермальная энергия
91
8.27 Остаточное удлинение
118
7.7 Экстремальные температуры
92
7.7.1 Высокие температуры
92
9 Критерии качества
119
7.7.2 Низкие температуры
92
9.1 Качество
119
7.8 Применение для работы с газом
94
9.2 Критерии оценки для уплотнительных колец
119
7.9 Производство полупроводников
94
7.10 Технология охлаждения и кондиционирования
воздуха, пропелленты
94
10 Анализ повреждений
121
10.1 Требования к уплотнительным кольцам круглого
7.11 Пищевая и фармацевтическая промышленности . . . 96
сечения
121
7.12 Аэрокосмическая отрасль
96
10.2 Выдавливание в зазор в результате действия
7.13 Ядерная энергетика
96
давления
121
7.14 Нефтегазовая промышленность
97
10.3 Выход из строя из-за остаточной деформации при
7.15 Применение в санитарно-гигиенических условиях /
сжатии
122
использование в отопительных системах
97
10.4 Перекрученные уплотнительные кольца, спиральные
7.16 Вакуумные уплотнения
97
дефекты
123
7.17 Противогрибковые компаунды
98
10.5 Взрывная декомпрессия
123
10.6 Истирание
124
8 Терминология уплотнений
99
10.7 Ошибки при установке
124
8.1 Общие критерии выбора
99
8.2 Истирание
99
11 Приложение
125
8.3 Старение
99
11.1 Стандарты
125
8.4 Испытания на старение
99
11.1.1 Стандарты уплотнительных колец круглого сечения 125
8.5 Коэффициент теплового расширения
99
11.1.2 Другие стандарты
126
8.6 Остаточная деформация при сжатии
100
11.2 Перекрестные ссылки для размеров
127
8.7 Плотность (герметичность), техническая плотность. 101
11.3 Таблица совместимости сред
130
8.8 Индекс совместимости эластомера (ECI)
102
11.4 Предметный указатель
156
8.9 Электрические свойства эластомеров
103
8.10 Коррозия
103
8.10.1 Коррозия, вызванная свободной серой
103
8.10.2 Коррозия, вызванная формированием соляной
кислоты
104
8.10.3 Электрохимическая коррозия
104
1
1 Введение
Кольцевое уплотнение
Примерами статических уплотнений являются: уплотнения под
Кольцевое уплотнение предотвращает нежелательные потери
головкой болта или заклепки, уплотнения трубных соединений,
жидкости или газа. Уплотнительное кольцо предоставляет со-
уплотнения под крышкой или заглушкой.
бой круговое кольцо с круговым поперечным сечением. Уплот-
Уплотнительные кольца считаются «лучшим из когда-либо со-
нительное кольцо располагается в посадочной канавке. Соче-
зданных статистических уплотнений». Возможно, благодаря
тание этих элементов, уплотнительного кольца и посадочной
тому, что уплотнительные кольца защищены от неправильного
канавки, образует кольцевое уплотнение.
обращения. При их использовании не требуется повторной за-
Чаще всего уплотнительные кольца изготавливаются из син-
тяжки и отсутствует риск человеческой ошибки при условии,
тетической резины. Уплотняющее воздействие достигается за
что уплотнительное кольцо установлено на соответствующие
счет осевого или радиального сжатия. Так как резиновые ком-
точки уплотнения при первоначальной установке и во время ка-
паунды работают как несжимаемые жидкости огромной вязко-
питального ремонта. Уплотнительное кольцо не требует боль-
сти с большим поверхностным натяжением, уплотнительные
шого момента затяжки для получения герметичного уплотне-
кольца деформируются под действием давления системы (см.
ния. Дальнейшая информация приведена в разделе 3.1.
рисунок ниже). Это также повышает прижимную силу, действу-
ющую на уплотняемые поверхности.
Подвижное уплотнение
В динамических уплотнениях уплотняемые детали движутся от-
Посадочная канавка уплотнительного кольца
носительно друг друга. Различные типы движений описываются
как возвратно-поступательные, колебательные или вращатель-
ные. Уплотнительные кольца, устанавливаемые на поршнях или
штоках в гидравлических цилиндрах для обеспечения возврат-
но-поступательного динамического уплотнения, наиболее эф-
фективны для коротких втулок и относительно малых диаме-
тров. Более подробная информация содержится в разделе 3.2.
Компаунды уплотнительных колец
При выборе компаунда уплотнительного кольца необходимо
учитывать множество факторов, главными из которых явля-
ются диапазоны давления и температуры, а также среда для
уплотнения. Стойкий к воздействию топлива компаунд может
быть неподходящим для использования в машинах по наполне-
нию бутылок, так как материал при определенных условиях мо-
жет оказывать влияние на вкус и запах напитка. Компаунд, ко-
торый оптимально подходит для пара, может быть подвержен
Рис. 1.1 Деформация уплотнительного кольца под действием давления
негативному действию спирта или антифриза в системе охла-
системы
ждения воды транспортного средства. Принимая во внимание
большое количество требований, предъявляемых к уплотни-
Преимущества уплотнительных колец
тельному кольцу, при окончательном выборе компаунда необ-
1. Широкий диапазон применения (давления, зазоры, темпе-
ходимо стремиться к компромиссному решению для оптималь-
ратуры, среды).
ного использования. Более подробная информация приведена
2. Самоуплотнение и уплотняющее воздействие с опорной
в разделе 6.
силой сжатия.
3. Не требуется повторной затяжки.
4. Отсутствует критический момент.
5. Компактная конструкция.
6. Не требуется разделения канавки.
7. Простой расчет канавки.
8. Простая работа и сборка.
9. Технические проекты с уплотнительными кольцами рента-
бельны.
Статическое уплотнение
Статическое уплотнение определяется как уплотнение, в ко-
тором прилегающие поверхности неподвижны по отношению
друг к другу (за исключением небольших перемещений под дей-
ствием жидкости).
7
2 Виды установки
2.1 Определение конструкции
2.2 Статические уплотнения
2
Уплотнительные кольца могут использоваться для статического
Уплотнительные кольца особенно хорошо подходят для стати-
уплотнения, например в крышках или шпильках. Если уплотняе-
ческого применения, так как деформация оказывает уплотня-
мые детали машины двигаются относительно друг друга, уплот-
ющее воздействие, эффект которого усиливается с увеличе-
нительное кольцо работает как динамическое уплотнение.
нием давления системы. Эффективность уплотнения зависит и
Типы конструкции уплотнения определяются следующим обра-
от правильной конструкции посадочной канавки, и от выбора
зом:
компаунда.
Для любых применений правильным будет выбор уплотнитель-
• Если внутренняя посадочная канавка вырезана в наруж-
ного кольца с наибольшим возможным сечением, которое
ной детали машины, это называют «уплотнением штока».
допускается конструкционными ограничениями. В общем слу-
• Если наружная посадочная канавка вырезана во внутрен-
чае можно сказать, что окружность уплотнительного кольца не
ней детали машины, это называют «уплотнением поршня».
должна растягиваться более чем на 6 % и сжиматься более чем
• При наличии осевого сжатия говорят о «торцевом уплотне-
на 1-3 % в установленном состоянии (измеренная по внутрен-
нии».
нему диаметру уплотнительного кольца).
Жесткость уплотнительного кольца выбирается в соответствии
с применяемым давлением, допусками (и связана с шириной
зазоров), а также обработкой поверхности уплотняемых эле-
ментов.
Необходимо принимать во внимание упругое удлинение метал-
лических материалов (например, крышек, фланцев, стенок ци-
линдров или винтовых соединений) под действием давления.
Вследствие такого удлинения может появиться увеличенный
зазор, который должен быть заполнен уплотнительным коль-
цом.
Рис. 2.1 Внутренняя посадочная канавка («уплотнение штока»): уплотни-
Тип уплотнения также зависит от механической обработки.
тельное кольцо с радиальным сжатием
Экономичные методы обработки могут потребовать более вы-
соких допусков и более широких зазоров. Для защиты уплотни-
тельных колец с радиальной деформацией от ожидаемого вы-
давливания могут использоваться опорные кольца.
В перечне размеров опорных колец Parbak® приведены соот-
ветствующие опорные кольца из неразрезного эластомера для
уплотнительных колец размерами от 2-004 до 2-475 (более под-
робная информация содержится в разделе «Опорные кольца
Parbak®»). Для силиконовых компаундов допустимый размер
зазора составляет 50 % от нормально допустимого для других
эластомерных материалов, так как эти материалы имеют очень
Рис. 2.2 Наружная посадочная канавка («уплотнение поршня»): уплотни-
низкие сопротивления выдавливанию и разрыву.
тельное кольцо с радиальным сжатием
Высокое пульсирующее давление и вызванное этим относи-
тельное перемещение деталей машины способствуют изно-
су уплотнительного кольца. Кроме того, упругое удлинение
отдельных компонентов может привести к увеличению зазо-
ра уплотнения. При обнаружении следов износа статического
уплотнения рекомендуется выполнить обработку поверхности
или использовать уплотнительные кольца Ultrathan® (из полиу-
ретана) (см. каталог «Пневматические уплотнения» или «Гидрав-
лические уплотнения»).
Рис. 2.3 Торцевое уплотнение: уплотнительное кольцо деформируется в
осевом направлении
2 Виды установки
b+0,2
r1
30
r
B
2
от 15° до 20°
A
t
20
C
Od5
f7
Od10
H8
Od6
H9
10
B
скругленное
и без заусенцев
Z
от 0° до 5 °
0
1,78
2,62
3,53
5,33
6,99
Рис. 2.6 Посадочная канавка в наружном элементе
Поперечное сечение уплотнительного кольца d2 [мм]
Рис. 2.4 Зависимость допустимого сжатия от поперечного сечения d2 —
статическое уплотнение
d2
2.2.1 Радиальные статические уплотнения
1
d
r2
b+0,2
Рис. 2.7 Внутренний диаметр d1, поперечное сечение d2
скругленное
r1
B
и без заусенцев
d2
t1)
b+0,20
z
r1
r2
1,50
1,10
1,90
1,5
0,2
-
0,4
0,1
-
0,3
1,78
1,40
2,40
1,5
0,2
-
0,4
0,1
-
0,3
B
A
2,00
1,50
2,60
1,5
0,2
-
0,4
0,1
-
0,3
2,50
2,00
3,20
1,5
0,2
-
0,4
0,1
-
0,3
Od
9
f7
Od3
h9
Od4
H8
2,62
2,10
3,60
1,5
0,2
-
0,4
0,1
-
0,3
3,00
2,30
3,90
2,0
0,4
-
0,8
0,1
-
0,3
t
3,53
2,90
4,80
2,0
0,4
-
0,8
0,1
-
0,3
4,00
3,25
5,20
2,0
0,4
-
0,8
0,1
-
0,3
C
от 15°до 20°
5,00
4,10
6,50
3,0
0,4
-
0,8
0,1
-
0,3
5,33
4,50
7,20
3,0
0,4
-
0,8
0,1
-
0,3
6,00
5,00
7,80
3,0
0,4
-
0,8
0,1
-
0,3
от 0° до 5 °
Z
6,99
5,90
9,60
3,6
0,8
-
1,2
0,1
-
0,3
Рис. 2.5 Посадочная канавка во внутреннем элементе
8,00
6,80
10,40
4,0
0,8
-
1,2
0,1
-
0,3
9,00
7,70
11,70
4,5
0,8
-
1,2
0,1
-
0,3
10,00
8,70
13,00
4,5
0,8
-
1,2
0,1
-
0,3
12,00
10,60
15,60
4,5
0,8
-
1,2
0,1
-
0,3
1) Допуски рассчитываются, исходя из d3h9 + d4H8 или d5f7 + d6H9.
Размеры, соответствующие DIN ISO 3601, являются наиболее предпочти-
тельными и выделены жирным шрифтом.
Таб. 2.1 Размеры посадочной канавки — радиальная деформация
10
содержание .. 1 2 3 ..