Лекция 5. Классификация уплотнений
Простые уплотнительные устройства не всегда эффективны для герметизации особо ответственных объектов, например энергетических установок и аппаратов химической промышленности. Для повышения ресурса и надежности подвижных соединений (главным образом валов) создают уплотнительные комплексы (УК), включающие несколько ступеней уплотнений основного назначения, дополнительные стояночные уплотнения периодического действия, аварийные дублирующие уплотнения и обеспечивающие системы (СО) охлаждения, защиты, смазывания. Для обозначения уплотнительных комплексов применяют сокращенные термины: концевые уплотнения, торцовые уплотнения (в нефтяном и химическом машиностроении).
По назначению уплотнения подразделяют в соответствии с типом герметизируемого соединения (рис. 12). Неподвижные соединения герметизируют постоянно или периодически действующими уплотнениями (УН). Для герметизации подвижных соединений, передающих вращательное движение, применяют уплотнения типа УВ; для соединений, передающих возвратно-поступательное движение, – УПС; для соединений, передающих более сложные (колебательное, винтовое) движения, – УС. Обычно эти уплотнения постоянно действующие, но иногда необходимы периодически действующие уплотнения, вступающие в работу при аварийных ситуациях. Подразделение уплотнений по назначению удобно для потребителей. Однако многие уплотнения можно использовать в различных соединениях. Так, эластичные кольца применяют в качестве УН, УПС, УВ и УС. Таким образом, для каждой кинематической пары потребитель может выбрать из уплотнений нескольких типов наиболее оптимальное для данных эксплуатационных условий.
Обычно на первом этапе конструирования невозможно выбрать конкретный вид уплотнения, можно лишь наметить систему уплотнений агрегата, пользуясь условными обозначениями (табл. 2) и выявить функциональное назначение каждого уплотнения. Неразъемные герметичные уплотнения получают при сборке изделий с помощью пайки, склеивания, запрессовки и т.п. Если такие соединения должны обеспечивать передачу движения, применяют различные специальные муфты с диафрагмами – разделителями полостей. В них иногда используют действие электростатических или магнитных полей.
Полной стандартизованной классификации уплотнений, устанавливающей их иерархическую зависимость, системы индексации и кодирования, пока не создано. Это объясняется главным образом исключительным многообразием видов уплотнений. Однако сложилась определенная система понятий и терминов, используемых в научно-технической литературе, технической документации и производственной сфере. В соответствии с принципом действия и отраслевой принадлежностью предложена классификация уплотнений в следующих категориях (табл. 3):
Таблица 2 – Условные графические обозначения уплотнений
| Тип |
Группа |
Класс |
|
| контактные |
бесконтактные |
||
| УН |
Кольца |
 |
|
| Прокладки |
 |
||
| Диафрагмы |
|||
| УПС |
Одноступен- чатые и много- ступенчатые (три ступени) УПС и УВ Диафрагмы |
 |
 |
| УВ |
|||
| УК |
Уплотнительный комплекс с системой обеспечения |
 |
|
1) классы: контактные, бесконтактные, разделительные;
2) подклассы в соответствии с основными эксплуатационными особенностями, определяемыми свойствами уплотнителя: проточные, динамические, эластомерные, механические, набивочные, диафрагмовые и др.;
3) типы по назначению герметизируемого соединения;
4) группы по особенностям механизма герметизации;
 |
Рис 12.. Виды уплотнений |
| Класс |
Подкласс |
Тип |
Группа |
Подгруппа |
Вид (примеры) |
|
| Бесконтактные |
Проточ-ные |
УВ, УПС |
Щелевые |
Жидкостные, Газовые с рабочей средой, с разделитель-ной средой То же, с СО |
Кольца плавающие |
|
| Лабиринтные |
Сотовые |
|||||
| Гидрогазо-динамичес-кие |
УВ |
Импеллерные |
Радиальные открытые |
|||
| Винтовые |
Лабиринтно-винтовые |
|||||
| Вихревые |
||||||
| Радиально-вихревые |
||||||
| Гидростатические |
УН |
Гидрозатворы |
Гравитацион-ные, Капиллярные, С наддувом |
- |
||
| Магнитно-жидкостные |
С постоянным магнитом, С электро-магнитом |
- |
||||
| Контактные |
Эластичные |
УН |
Герметиковые |
Резиновые, Резиноткане-вые, Резинометал-лические, Резиновые с модифициро-ванием Композицион-ные |
Фланцевое соединение на герметике |
|
| Прокладочные |
Прокладка паронитовая |
|||||
| Кольцевые |
Кольцо резиновое по ГОСТ 9833 -73 группы 2 |
|||||
| Комбинирован-ные |
Кольцо резиновое с защитным кольцом пластмассовым |
|||||
| УПС УВ УВ |
Кольцевые, Манжетные радиальные, Комбинирован-ные Грязесъемные, Манжетные торцовые Манжетные стояночные |
Кольцо резиновое по ГОСТ 9833 -73 группы 1 Манжета резиновая по ГОСТ 14896-84; с защитным кольцом Манжета по ТУ 38-105579-73 |
||||
| УВ |
Кольцевые |
Кольцо фтороплас-товое с пружиной |
||||
| УПС |
Манжетные Комбинирован-ные |
Металлические, Пластмас-совые, Компо-зиционные |
Манжета фторопластовая с пружиной |
| Механические |
УН |
Прокладочные, Кольцевые, Кольцевые трубчатые, Ком-бинированные |
Прокладка гребенчатая, Кольцо трубчатое газонаполненное, Прокладка спирально-навитая |
||
| УВ |
Торцовые, Тор-цовые гидро-статические, Тор-цовые импульс-ные, Комбиниро-ванные, Радиальные |
Металлические, Графитирован-ные, Пластмассовые, Композиционные |
- |
||
| УПС |
Кольцевые разрезные, Кольцевые с пружиной, Ком-бинированные |
Поршневые кольца |
|||
| Набивочные |
УПС, УВ |
Сальниковые |
Асбестоволок-нистые, Асбес-тофторопласто-вые, Сухие войлочные |
Сальниковая набивка штока |
|
| Периоди-ческого действия |
Клапанные Затворные |
УН |
Радиальные Торцовые |
Металлические, Пластмассовые, Эластомерные |
Клапанные уплотнения металл и металл-резина |
| Разделительные |
Диафрагмовые |
УПС, УС |
Мембранные |
Резиновые, Резинотканевые |
Баллон резиновый для гидропневмо-аккумулятора |
| Сильфонные Пылегрязе-защитные |
Металлические Пластмассовые |
Чехол резиновый для рычага |
|||
| Оболоч-ковые |
УН |
С подводом газа жидкости |
Резиновые, Резинотканевые |
Стояночное уплотнение вала |
|
| Гермо-передачи |
УВ |
Кулачковые, Электромагнит-ные, Электроста-тические |
- |
- |
5) подгруппы по основным конструктивным признакам;
6) виды по конкретным конструкциям.
Число подгрупп и видов уплотнений значительно больше, чем указано в табл. 2. Пример классификационной структуры для резиновой манжеты, используемой в соединениях для передачи вращательного движения (УВ): класс – контактная; подкласс – эластомерная; группа – манжета с пружиной; подгруппа – резино- металлическая армированная с антифрикционным модифицированием (фторирование); вид – с пыльником, с гидродинамической насечкой на рабочей кромке; подвид – исполнение по OCT....
Обычно в наименовании уплотнения указывают группу, подгруппу и вид, например: комбинированное манжетное уплотнение с защитным кольцом.
Для кодирования уплотнений в классификаторе продукции установлены высшие классификационные группировки (ВКГ ОКП). Для формовых резинотехнических изделий установлена группа с кодом 253100, включающая, в частности, подгруппы со следующими кодами: 253111 – кольца уплотнительные; 253120 – манжеты и воротники резиновые; 253130 – манжеты резинометаллические; 253140 – уплотнения резинотканевые; 253150 – чехлы; 253160 - уплотнители; 253161 – прокладки резиновые; 253180 – диафрагмы резиновые и заготовки из мембранного полотна.
Для набивочных уплотнений и прокладок установлена группа с кодом 257000, включающая, в частности, подгруппы с кодами: 257200 – набивки (сальниковые) асбестовые; 257250 – набивки асбестовые проволочные пропитанные, фторсодержащие; 257500 – паронит; 257550 – паронит армированный (ферронит); 257722 – прокладки из полотна асбестового армированного; 257740 – прокладки спирально-навитого типа.
Для торцовых механических уплотнений, комплектно изготавливаемых на заводах нефтехимического машиностроения, установлена группа 363938 ВКГ ОКП.
В международной библиографической системе УДК уплотнениям отведен определенный подкласс: УДК 621...62-762 (621 – раздел машиностроение, 62-762 – подкласс уплотнения). В системе МКИ с целью упорядоченного хранения патентных документов и избирательного распределения информации для уплотнений также отведены определенные подклассы в разделе F (механика...): F 16J 15/00 – уплотнения узлов машин; F 02 11/00 – уплотнения двигателей и силовых установок; F 04G 27/00 – уплотнения роторных гидромашин.
контрольные вопросы:
1. Назовите основные классы уплотнений.
2. Перечислите основные типы уплотнений по назначению.