содержание .. 1 2 3 4 ..
Parker Руководство по кольцам круглого сечения (2017 год) - часть 3
2 Виды установки
Поверхность
давление
Шероховатость об-
K
работки поверхности,
2
процент зоны контакта
tp > 50 %
%
Ra
Rmax.
$
[μм]
A контактная по-
не пульсиру-
1,60
6,30
верхность
ющее
ɨɬ
ɞɨ
A контактная по-
пульсирую-
0,80
3,20
верхность
щее
B основание и сто- не пульсиру-
3,20
12,50
роны паза
ющее
%
E
B основание и сто- пульсирую-
1,60
6,30
роны паза
щее
C обработка по-
-
3,20
12,50
верхности фаски
входной кромки
Таб. 2.2 Шероховатость обработки поверхности — статическое уплотне-
U
U
ние
2
G
+
Рекомендации относительно типа исполнения содержатся в
разделе 3.
2.2.2 Осевые статические уплотнения
Рис. 2.9 Давление снаружи
Поперечное сечение уплотнительного кольца деформируется в
осевом направлении. В связи с тем, что уплотнительное кольцо
d2
выполняет относительное движение под действием давления,
важно соблюдать направление применяемого давления:
• Если давление действует изнутри, уплотнительное кольцо
должно касаться наружного диаметра посадочной канавки
d1
(оптимально сжатое на величину от 1 % до 3 % от своей
Рис. 2.10
окружности).
• Если давление действует снаружи, внутренний диаметр
уплотнительного кольца должен касаться внутреннего диа-
r
r
d2
h+0,10
b+0,20
1
2
метра посадочной канавки (растянутый на величину до 6 %).
1,50
1,10
1,90
0,20
-
0,40
0,20
-
0,40
+0,1
1,78
1,30
2,40
0,20
-
0,40
0,20
-
0,40
h
2,00
1,50
2,60
0,20
-
0,40
0,20
-
0,40
2,50
2,00
3,20
0,20
-
0,40
0,20
-
0,40
B
2,62
2,10
3,60
0,20
-
0,40
0,20
-
0,40
A
3,00
2,30
3,90
0,40
-
0,80
0,20
-
0,40
r2
3,53
2,80
4,80
0,40
-
0,80
0,20
-
0,40
r1
4,00
3,25
5,20
0,40
-
0,80
0,20
-
0,40
0° от 5°
5,00
4,00
6,50
0,40
-
0,80
0,20
-
0,40
5,33
4,35
7,20
0,40
-
0,80
0,20
-
0,40
B
b
6,00
5,00
7,80
0,40
-
0,80
0,20
-
0,40
6,99
5,75
9,60
0,80
-
1,20
0,20
-
0,40
8,00
6,80
10,40
0,80
-
1,20
0,20
-
0,40
9,00
7,70
11,70
0,80
-
1,20
0,20
-
0,40
10,00
8,70
13,00
0,80
-
1,20
0,20
-
0,40
12,00
10,60
15,60
0,80
-
1,20
0,20
-
0,40
O d7
H 11
Размеры, соответствующие DIN ISO 3601, являются наиболее предпочти-
тельными и выделены жирным шрифтом.
Таб. 2.3 Прямоугольные размеры посадочной канавки — осевая дефор-
мация
Рис. 2.8 Давление изнутри
2 Виды установки
Поверхность
давление
Шероховатость обработ-
h
r2
r1
d2
b+0,10
ки поверхности, процент
+0,05
1,78
1,25
1,40
0,10
-
0,30
0,4
-
0,6
зоны контакта tp > 50 %
+0,05
Ra
Rmax.
2,62
2,05
2,10
0,10
-
0,30
0,6
-
0,8
3,53
2,80
+0,05
2,85
0,10
-
0,30
0,8
-
1,0
[μм]
5,33
4,55
+0,08
4,35
0,10
-
0,30
1,0
-
1,3
A контактная по- не пульси-
1,60
6,30
верхность
рующее
+0,08
6,99
5,85
5,85
0,10
-
0,30
1,3
-
1,6
A контактная по- пульсирую-
0,80
3,20
Таб. 2.5 Размеры посадочной канавки для соединения типа «ласточкин
верхность
щее
хвост»
B основание и
не пульси-
3,20
12,50
стороны паза
рующее
B основание и
пульсирую-
1,60
6,30
Поверхность
давление
Шероховатость обработ-
стороны паза
щее
ки поверхности, процент
Таб. 2.4 Шероховатость обработки поверхности — статическое уплотнение
зоны контакта tp > 50 %
Рекомендации относительно типа исполнения содержатся в
Ra
R
max.
разделе 3.
[μм]
A контактная
не пульси-
1,60
6,30
поверхность
рующее
2.2.3 Статические уплотнения — трапецеидальный
A контактная
пульсирую-
0,80
3,20
поверхность
щее
паз (для соединения типа «ласточкин хвост»)
B основание и
не пульси-
3,20
12,50
стороны паза
рующее
Паз трапецеидальной формы используется в таких местах, где
B основание и
пульсирую-
1,60
6,30
необходимо удерживать уплотнительное кольцо, например во
стороны паза
щее
время работы с поверхностью, при открытии и закрытии ин-
Таб. 2.6 Шероховатость обработки поверхности — статическое уплотнение
струментов или машин, и где в противном случае уплотнитель-
ное кольцо выпало бы из посадочной канавки. Механическая
обработка канавки является сложной и дорогостоящей проце-
2.3 Динамические уплотнения
дурой.
Число параметров, оказывающих влияние на уплотнительные
свойства и срок службы динамических или возвратно-посту-
пательных уплотнений, намного больше, чем для статических
уплотнений. К этой категории относятся колебательные и вра-
щательные уплотнения, а также возвратно-поступательные
уплотнения в гидравлических и пневматических устройствах.
Сопротивление трению уменьшает деформацию поперечного
сечения уплотнительного кольца по сравнению со статически-
ми уплотнениями.
Уплотнительные кольца круглого сечения для гидравлических и
d = средний диаметр посадочной канавки
пневматических применений позволяют использовать неболь-
Ширина посадочной канавки измеряется до зачистки кромок.
шие посадочные канавки. В этих случаях использование уплот-
Радиус r2 выбирается таким образом, чтобы уплотнительное кольцо не
нительных колец круглого сечения является наилучшим вариан-
повредилось во время сборки и не застряло в зазоре под действием высо-
том для малой длины хода поршня и малых диаметров.
кого давления.
При правильной посадке уплотнительные кольца круглого се-
Рис. 2.11 Посадочная канавка для соединения типа «ласточкин хвост»
чения могут также использоваться для длинного хода поршня
с относительно большими диаметрами. Однако еще на стадии
проектирования следует принимать во внимание все факторы,
d2
которые влияют на уплотнительные функции. Жесткость ком-
паунда выбирается в соответствии с применяемым давлением
и другими механическими требованиями. Наиболее часто ис-
d1
пользуются уплотнительные кольца круглого сечения с твердо-
Рис. 2.12 Внутренний диаметр d1, поперечное сечение d2
стью от 70 до 80 единиц по шкале Шора А.
В местах, где существует риск выдавливания (например, где ди-
намические уплотнения подвергаются действию высокого дав-
ления), должны быть установлены два антиэкструзионных коль-
ца.
Для новых конструкторских разработок должны приниматься
во внимание следующие факторы:
12
2 Виды установки
• Химическое воздействие контактирующей среды на эластомер.
• Воздействие на уплотнение всех рабочих условий, например
2
работа с потенциально высоким диапазоном температуры
30
или переход от высоких к низким температурам.
• Направление применяемого давления: двигается ли пор-
шень, преодолевая давление и способствуя выдавливанию
при отсутствии противодействующего опорного кольца, или
уплотнение двигается в сторону, противоположную применя-
20
емому давлению?
• Потенциальный эксцентриситет элементов машины, который
может вызвать одностороннее растягивание уплотнительно-
го зазора, что может увеличить риск выдавливания.
• Сопротивляемость материала выдавливанию может сни-
10
зиться при увеличении температуры из-за трения.
• Частицы продуктов износа от металлических деталей вы-
зывают образование задиров и утечек при контакте с зоной
уплотнения.
• Посторонние материалы могут попасть в систему и вызвать
утечки при возврате вала, несущего с собой частицы мате-
0
1,78
2,62
3,53
5,33
6,99
риала поверхности, обратно в цилиндр.
• Скачки давления могут быть значительно выше, чем давле-
Поперечное сечение уплотнительного кольца d2 [мм]
ние системы (использование опорного кольца).
Рис. 2.13 Зависимость допустимой деформации от поперечного сечения
• Тонкая смазочная пленка может оставаться на поверхности
d2 — гидравлическое уплотнение возвратно-поступательного типа
уплотнения даже при достижении технической точки уплот-
нения.
При использовании для уплотнения поршня уплотнительные
Уплотнения возвратно-поступательного типа и исполнение по-
кольца круглого сечения могут сжиматься на величину от 1 %
садочных канавок для них может быть разделено на группы для
до 3 % от размера своей окружности. Величина усилия, требуе-
гидравлического и пневматического применения.
мого для сжатия окружности, зависит от внутреннего диаметра
уплотнительного кольца и уменьшается с увеличением внутрен-
него диаметра.
2.3.1 Гидравлические динамические уплотнения
Уплотнительные кольца круглого сечения могут растягиваться
на величину до 6 % при установке в пазу поршня.
В гидравлике уплотнительные кольца используются в уплотне-
Необходимо выбирать компаунды с наибольшей сопротивля-
ниях поршня и штока. Они обеспечивают хорошие результаты
емостью износу. Компаунд не должен давать усадку в среде,
при работе с широким диапазоном давления и могут использо-
а также не должен быть подвержен сильному разбуханию, ко-
ваться с антиэкструзионными кольцами.
торое увеличит трение и снизит сопротивляемость выдавлива-
Средняя деформация поперечного сечения находится между
нию.
10 % и 15 %. Важно не опускаться ниже минимального допуска
Обычно рекомендуется использование компаундов с твердо-
в 8 %, как показано в приведенных ниже расчетах на основании
стью от 70 до 80 единиц по шкале Шора А. В данном диапазоне
всех допусков:
достигается оптимальное сочетание между трением и износом.
Более мягкие уплотнительные кольца имеют более высокую
(d2min - tmax) × 100
степень износа, более твердые уплотнительные кольца харак-
≥ 8 (%)
d2min
теризуются более высоким трением при давлении до 150 бар.
При высоком давлении существует риск выдавливания. В усло-
d2min
= минимальное поперечное сечение,
виях широких зазоров и более высоких температур необходи-
tmax
= максимальная глубина посадочной канавки.
мо использовать антиэкструзионные кольца.
2 Виды установки
b+0,2
r1
Поверхность
Шероховатость об-
работки поверхности,
процент зоны контакта
r2
B
tp > 50 %
Ra
Rmax.
от 15° до 20°
[μм]
A
t
A контактная поверхность
0,40
1,60
C
B основание и стороны паза
1,60
6,30
Od
5
f7
Od10
H8
C обработка поверхности фаски
3,20
12,50
входной кромки
Od6
H9
Таб. 2.8 Шероховатость обработки поверхности — гидравлическое
уплотнение возвратно-поступательного типа
B
скругленное
и без заусенцев
2.3.2 Пневматические динамические уплотнения
Z
от 0° до 5 °
В настоящее время пневматические системы широко исполь-
Рис. 2.14 Уплотнение штока — гидравлическое и пневматическое
зуются в различных областях применения. Стимулом для ис-
пользования новых систем, а также для замены существующих
r2
b+0,2
гидравлических систем послужили следующие преимущества:
скругленное
r1
B
и без заусенцев
• негорючая среда под давлением;
• меньший вес;
• наличие утечек является менее критичным, следовательно,
наносит меньший вред окружающей среде;
B
A
• воздушная среда под давлением не изменяется при высоких
температурах;
Od
9
f7
Od3
h9
Od4
H8
• конкурентная стоимость.
t
Для минимизации износа среднее сжатие поперечного сечения
уплотнительного кольца снижено по сравнению с гидравличе-
C
от 15°до 20°
ским применением.
от 0° до 5 °
Z
30
Рис. 2.15 Уплотнение поршня — гидравлическое и пневматическое
d2
t1)
b+0,20
z
r1
r2
1,50
1,30
1,90
1,50
0,20
-
0,40
0,10
-
0,30
20
1,78
1,45
2,40
1,50
0,20
-
0,40
0,10
-
0,30
2,00
1,70
2,60
1,50
0,20
-
0,40
0,10
-
0,30
2,50
2,10
3,30
1,50
0,20
-
0,40
0,10
-
0,30
2,62
2,20
3,60
1,50
0,20
-
0,40
0,10
-
0,30
10
3,00
2,60
3,90
1,80
0,40
-
0,80
0,10
-
0,30
3,53
3,05
4,80
1,80
0,40
-
0,80
0,10
-
0,30
4,00
3,50
5,30
1,80
0,40
-
0,80
0,10
-
0,30
5,00
4,45
6,70
2,70
0,40
-
0,80
0,10
-
0,30
5,33
4,65
7,10
2,70
0,40
-
0,80
0,10
-
0,30
6,00
5,40
8,00
3,60
0,40
-
0,80
0,10
-
0,30
0
1,78
2,62
3,53
5,33
6,99
6,99
6,20
9,50
3,60
0,40
-
0,80
0,10
-
0,30
Поперечное сечение уплотнительного кольца d2 [мм]
1) Допуски рассчитываются, исходя из d3h9 + d4H8 или d5f7 + d6H9.
Рис. 2.16 Зависимость допустимого сжатия от поперечного сечения d2 —
Рекомендуется применение выделенных жирным шрифтом размеров, кото-
пневматическое уплотнение возвратно-поступательного типа
рые соответствуют DIN ISO 3601.
Таб. 2.7 Размеры посадочной канавки — динамическое гидравлическое уплотнение
14
содержание .. 1 2 3 4 ..