Виды уплотнений, применяемых в гидроцилиндрах и гидромоторах

Нормальная работа гидропривода возможна только при надежном уплотнении его элементов, обеспечивающем минимальные утечки масла. Различают два вида утечек: наружные по штокам гидроцилиндров и по валам насосов, в соединениях трубопроводов и внутренние — по зазорам распределительных золотников, через уплотнения поршня гидроцилиндра, из полости нагнетания в полость всасывания насоса и т. д. Утечки всех видов, величина которых меняется в зависимости от перепадов давления, температуры, вязкости масла, являются причиной нестабильной работы гидрооборудования и его надежности. Наружные утечки загрязняют оборудование и производственные помещения, увеличивают расход масла. Величина утечек зависит от конструкции узлов уплотнений, качества обработки уплотняемых поверхностей, материалов, технологии изготовления и сборки, оборудования и режимов работы гидрооборудования. Добиться идеальной герметизации, особенно подвижных узлов оборудования, в настоящее время невозможно. Однако, правильно эксплуатируя узлы уплотнений и соблюдая определенные требования, можно свести утечку масла в гидросистемах станков к допустимому минимуму. В гидроприводах станков применяются следующие типы уплотнений: чугунные поршневые кольца, кольца круглого сечения и манжеты из маслостойкой резины.

Чугунные поршневые кольца применяют для уплотнения штоков в гидроцилиндрах с длинными ходами. Они обеспечивают длительный срок работы без замены.

Кольца резиновые уплотнительные круглого сечения (рис. 103, а) для гидравлических и пневматических устройств имеют малые габариты и применяются для уплотнения неподвижных и малоподвижных соединений. При соединении уплотняемых поверхностей, например, поршня 1 и гильзы цилиндра 2 (рис. 103, б), кольцо 3 деформируется на величину его выступающей части, что обеспечивает герметичность соединения. В процессе работы гидропривода масло, проникая между уплотняемыми поверхностями, давит на одну из боковых поверхностей кольца и дополнительно сжимает его, увеличивая тем самым рабочую поверхность кольца, контактирующую с поверхностью гильзы цилиндра 2.

По наружным кромкам проточек 4 и 5 не допускается снимать фаски и радиусы размером более 0,1 мм, так как это может привести к затягиванию резины в зазор между сопрягаемыми поверхностями и к последующему разрушению кольца при изменении направления движения поршня 6. Рекомендуется применять при сборке узлов с уплотнениями переходные оправки. Кольца применяют при давлении до 25 МПа (при давлении свыше 10 МПа под кольца ставят защитные шайбы из фторопласта). Кольца круглого сечения компактны, надежны в работе, имеют небольшие потери на трение.

Для уплотнения штоков и поршней гидроцилиндров применяют резиновые манжеты (рис. 103, в) с прижимом лепестков 7 и 8 к уплотняемым поверхностям под действием сил упругости резины и давления масла. Эти уплотнения работают с незначительной силой трения и долговечны, однако требуют изготовления их и сопрягаемых канавок с большой точностью и низкой шероховатостью поверхности Rα = 0,08 ÷ 0,32 мкм.

Хорошую герметизацию штоков 3 гидроцилиндров обеспечивают манжеты 1 при их монтаже с бронзовыми втулками 2 (рис. 103, г). Манжеты не требуют в процессе эксплуатации дополнительного регулирования. Обязательным условием их применения является закалка, твердое хромирование и полирование поверхности штока с шероховатостью поверхности Rα = 0,08 ÷ 0,16 мкм.

Шевронные многорядные уплотнения (рис. 104) изготовляют из хлопчатобумажной ткани, прорезиненной с обеих сторон. Количество манжет бывает от 3 до 7 в зависимости от давления. Манжеты применяют для герметизации соединений с возвратно-поступательным движением при давлении до 50 МПа и температуре в зоне уплотнения от —30 до 50 °С. Достоинством шевронных уплотнений являются большая надежность их работы и значительный срок службы, а недостатками — потеря мощности на трение при работе, большие габариты, необходимость периодического поджима в процессе эксплуатации. Натяг манжеты 1 регулируют уменьшением числа прокладок 2.

Манжеты резиновые армированные для валов (рис. 105) имеют пружину 1, применяются для уплотнения вращающихся валов при окружной скорости до 10 м/с, рабочем давлении до 0,05 МПа и температурах в месте контакта е манжеты с валом от —45 до +120 °С. Манжеты 2 изготовляют из резиновой смеси с внутренним армированием (рис. 105, а) и наружным (рис. 105, б). Внутреннее давление р прижимает манжету к поверхности вала е.