Уплотнения неподвижных соединений по конструктивным особенностям можно подраз-делить на уплотнения без промежуточных элементов и на уплотнения с промежуточными элементами; по характеру работы – на уплотнения, у которых давление рабочей среды уменьшает давление между сопряженными поверхностями (не самоуплотняющиеся) и на уп-лотнения, у которых при увеличении давления рабочей среды увеличивается контактное давление между сопряженными поверхностями (самоуплотняющиеся).
Без промежуточных элементов обычно выполняются плоские соединения, у которых герметичность обеспечивается за счет шлифовки или шабровки сопряженных поверхностей. Такие соединения применяются при давлениях до 0,5 МПа. Эти соединения являются доро-гими и применяются сравнительно редко. К этому же типу можно отнести и соединения при помощи конической резьбы.
Наиболее распространенным видом неподвижных уплотнений являются прокладочные. На рисунке 2.12 показаны схемы уплотнений с помощью прокладок различных сечений уплотняющих колец. Герметизация неподвижных соединений с помощью прокладок дости-гается за счет затекания прокладочного материала в микронеровности уплотняемых поверх-
ностей и в следы от обработки.
Расчёт и конструирование машин и аппаратов пищевых производств. Элементы теории и сборник задач Уплотнение соединений в машинах и аппаратах
1 – прокладка, 2 – сопряженные поверхности
Рисунок 2.12 – Схема уплотнений неподвижных соединений
Прокладки бывают металлические, неметаллические и комбинированные. Неметаллические прокладки из резины, асбеста, паронита, фторопласта, кожи, пробки,
картона и др. применяются для низких и средних давлений. Металлические прокладки из алюминия, меди, стали и др., а также комбинированные прокладки применяются для высо-ких давлений и тяжелых условий работы. Металлические прокладки бывают: тонколистовые гофрированные или рифленые, кассетные с мягким наполнителем, спиральные, простые пло-ские, сплошные с круглым поперечным сечением, самоуплотняющиеся со специальной фор-мой поперечного сечения (манжетного типа) и др.
Для надежной работы уплотнений под давлением необходимо, чтобы усилие предвари-тельного поджатия прокладки превосходило суммарную нагрузку рабочей среды на дно в несколько раз, например от 1,5 до 3 раз и более.
Рабочая температура является важным параметром при выборе типа и материала про-кладки, например асбестовые наполнители могут применяться до температуры 450 – 480 °С, медные прокладки до 315 °С, прокладки из нержавеющей стали – до 425 – 870 °С
Неметаллические прокладки применяют при t < 450 °С и р < 85 МПа.
Материалы уплотнений
Выбор материалов уплотнений зависит от вида и состояния рабочей среды (жидкость, газ, пар, температура, давление, окислительная способность и др.), особенностей использо-вания уплотнений (возвратно-поступательное или вращательное движение, скорость движе-ния), особенностей конструкции уплотнения (радиально-контактные или торцовые) и др.
Материал должен обеспечивать необходимую герметичность соединения и заданную долговечность уплотнения. Потери энергии при работе на преодоление сил трения в уплот-нениях должны быть по возможности малыми.
Для понижения местной температуры нагрева на рабочих поверхностях уплотнения же-лательно иметь более высокий коэффициент теплопередачи К материала уплотнений, осо-бенно для соединений с вращательным движением.
Для уменьшения чувствительности уплотнения к колебаниям температуры нужно стре-миться, чтобы коэффициенты линейного расширения а материала уплотнений незначительно отличались от коэффициентов для материала сопряженных металлических деталей (напри-мер, стали).
Расчёт и конструирование машин и аппаратов пищевых производств. Элементы теории и сборник задач Уплотнение соединений в машинах и аппаратах