Типичные конструкции. Метод точной пригонки

Торцовое уплотнение, предназначенное для герметизации соединения вращающегося вала и неподвижного корпуса , содержит прецизионную пару трения, образованную кольцами, которые герметично соединены с валом и корпусом. Пригонку затвора пробкового крана осуществляют притиркой пробки в гнезде корпуса. Детали затвора со стороны сопрягаемых поверхностей предварительно упрочняют износостойкими сплавами либо применяют оксидирование, азотирование, химическое никелирование, диффузионное хромирование и другие способы химической или химико-термической обработки.

Предварительный натяг в соединении сопряженных деталей создают разнообразными способами: с помощью пружин, специальных гидросистем, используя давления герметизируемых сред, фрикционное взаимодействие вала и герметизатора и т. п. В ряде случаев, например при значительных колебаниях давления (период пуска, вентиляция соединений путем прокачки сред), сочетают механические и гидравлические способы нагружения.

Надежность герметизации методом точной пригонки обусловлена следующими основными факторами: наличием гидродинамического смазочного слоя между сопряженными поверхностями, температурными деформациями этих поверхностей, прочностью и непроницаемостью контактирующих материалов. Разрыв смазочного слоя и температурная деформация, как правило, приводят к повышению момента трения и заеданию фрикционной пары. Утечки катастрофически возрастают при недостаточной стойкости материалов (например, при растрескивании металлокерамики вследствие контактных и термических напряжений) и проникновении герметизируемых сред через поры композиционных герметизаторов.

Достоинствами метода являются:

•    возможность использования в герметизирующих парах конструкционных материалов, обладающих наибольшими прочностью, твердостью, износостойкостью, термостойкостью (карбиды вольфрама, титана, кобальта, легированные стали, керамика);

•    надежность герметизации при значительных нагрузках, воздействии высоких (выше 600 К) и низких (ниже 100 К) температур, перепадов температур, изменении взаимного перемещения сопряженных поверхностей (остановки, реверсирование);

•    снижение требований к точности изготовления и монтажа элементов конструкций, не входящих в прецизионную пару;

•    жесткость герметичных соединений;

•    конструктивная простота и удобство в эксплуатации герметизирующих устройств, содержащих минимальное количество деталей;

К недостаткам метода герметизации путем точной пригонки следует отнести;

•    значительную трудоемкость прецизионной обработки большинства применяемых в машиностроении конструкционных материалов;

•    высокую стоимость прецизионных пар, выполненных из высокопрочных материалов;

•    необходимость защиты герметизирующей пары от попадания абразивных частиц и загрязнения;

•    значительную вероятность отказов герметизирующих соединений металлических деталей вследствие локальной коррозии.