Назва роботи: Розбірні з'єднання конструкцій
Предметна область: Виробництво і промислові технології
Опис: ОСНОВИ КОНСТРУЮВАННЯ КРІОГЕННИХ ПРИСТРОЇВ Лекція 11 12 Розбірні з'єднання конструкцій У розбірних вакуумних з'єднаннях необхідно забезпечити герметичність стику двох деталей, що з'єднуються близьку до герметичності суцільного матеріалу. У місці зіткнення д
Розмір файлу: 1.07 MB
Роботу скачали: 27 чол.
У розбірних вакуумних з'єднаннях необхідно забезпечити герметичність стику двох деталей, що з'єднуються, близьку до герметичності суцільного матеріалу. У місці зіткнення двох деталей в результаті механічної обробки завжди залишаються мікронерівності, які ускладнюють отримання вакуумно-щільного з'єднання.
Герметичність може бути досягнута набагато легше, якщо в зазор між сполучаються матеріалами помістити ущільнювач, в'язкість якого достатня для заповнення нерівностей при контактних напругах, значно менших межі пружності основних матеріалів, що з'єднуються. Для заповнення або ізоляції мікронерівностей можна використовувати пластичну деформацію хоча б одного з двох матеріалів, що з'єднуються.
Як ущільнювачі в залежності від робочого тиску можуть застосовуватися мастила, гуми, фторопласт, тонкі метали. В установках з граничним вакуумом до 10 -5 Па, як правило, застосовуються вакуумні ущільнення з прокладками з гуми марок 7889, 9024, 1015, 14Р-23, ІПР-2043 і фторопласта-4. В установках з вакуумом краще, ніж 10 -5 Па, застосовуються металеві прокладки їх отожженной міді, алюмінію, індію. Крім вакуумних вимог, слід враховувати температурні умови, в яких будуть перебувати прокладки. Гума може застосовуватися тільки у відносно теплих конструкціях рознімних з'єднань. При зниженні температури слід використовувати фторопласт. В умовах азотних і гелієвих температур краще використовувати ущільнення на основі індію або міді.
Конструкції рознімних з'єднань залежать від матеріалу вакуумної прокладки. Для гумових і фторопластових ущільнень застосовують систему «зуб-канавка» (рис. 11.1). При цьому слід враховувати, що гума повинна деформуватися приблизно на 30%. У разі використання прокладок у вигляді тонких металів на зубі і в канавці робиться додатковий трикутний виступ (рис. 11.1 (б)), який призводить до деформації прокладки, чим забезпечується необхідна вакуумна щільність. Варіант ущільнення на основі індіевих прокладок показаний на рис. 11.2. Індієвий прокладка представляє собою дріт, витягнуту через калібровану фільєру за допомогою простого преса. Так як індій має високу пластичність, дріт можна отримувати з одного і того ж матеріалу багаторазово.
Звичайно ж, конструктивні схеми розбірних вакуумних з'єднань з гумовими, фторопластовим і металевими прокладками не вичерпуються рис. 11.1 і 11.2. В літературі наводяться інші можливі схеми ущільнень.
Слід зазначити, що розміри фланцевих з'єднань пов'язані з так званим ущільнюються діаметром D У і вибираються з таблиць. Основні розміри стандартних з'єднань з гумовим ущільненням і ущільненням на основі фторопласта представлені в літературі. Значення, наведені в таблицях, відповідають ГОСТу і рекомендовані до використання при конструюванні лабораторних досліджень пристроїв.
У ряді рознімних з'єднань використовуються різьблення. В цьому випадку різьбу слід вибирати з таблиці, наведеної в додатку 4. Причому кращими є різьблення з ряду 1.
ОСНОВНІ РОЗМІРИ СОЕДИНЕНИЙ з гумовими ущільнювачами
До розбірним вакуумним з'єднанням ставляться такі вимоги: мінімальне натікання і газовиділення; механічна міцність; термічна стійкість # 150; здатність витримувати багаторазові прогріву без порушень герметичності; корозійна стійкість; максимальне число циклів розбирання та складання зі збереженням герметичності; зручність ремонту і технологічність у виготовленні; можливість легкої перевірки на герметичність.
У вакуумній техніці в системах з температурою прогрівання до 300 ° С широко застосовуються гумові ущільнювачі. Гума має гарні пружні властивості, і для створення вакуумно-герметичного з'єднання зі сталевою поверхнею з RA = 10 мкм потрібні невеликі зусилля. Для прокладок шириною 4 мм питоме зусилля ущільнення 4 ... 8 Н / мм, що відповідає питомим тиском 1. 2 МПа. Гумові ущільнення допускають практично необмежену кількість розборок і зборок, прості у виготовленні, рідко потребують ремонту. Недоліком гумових ущільнень є підвищене газовиділення і газопроникність у порівнянні з матеріалом ущільнюються деталей.
Форма ущільнювача кругла або квадратна, діаметр або сторону квадрата якого з конструктивних міркувань вибирають 3 ... 5 мм.
З'єднання на рис. 11.3, а між двома плоскими фланцями # 150; найпростіше у виготовленні і ремонті, але воно не забезпечує точної фіксації ущільнюються деталей. У ньому не обмежується максимальне зусилля на прокладку, що може привести при неправильному складанні до великих перевантажень прокладки, що супроводжується її пластичною деформацією. Для фіксації деталей, що з'єднуються і обмеження ущільнюючого зусилля можуть використовуватися додаткові конструктивні елементи. Основні розміри фланцевого з'єднання з гумовими прокладками показані на рис. 11.4 і наведені в таблиці 11.2.
З'єднання на рис. 11.3, б обмежує максимальне зусилля стиснення прокладки і забезпечує осьову фіксацію за рахунок зіткнення деталей, що з'єднуються. Форма ущільнювача для з'єднань (рис. 11.3, а, б) може бути як кругла, так і квадратна. Основні розміри з'єднання показані на рис. 11.16 і в таблиці 11.10.
З'єднання на рис. 11.3, а, б використовуються дуже часто в різній вакуумної апаратури. Для створення необхідного зусилля герметизації ступінь деформації прокладки становить 30%.
З'єднання на рис. 11.3, г з подачею підвищеного тиску всередину ущільнювача рекомендується для ущільнення фланців дуже великого діаметра. Воно має підвищену деформацію елементу ущільнювача і здатне компенсувати хвилястість ущільнюючої поверхні фланців.
З'єднання на рис. 11.3, д має подвійне ущільнення з проміжною відкачкою. Воно значно складніше інших з'єднань з гумовими прокладками, але забезпечує підвищену надійність і зменшення газопроникності з'єднання.
З'єднання на рис. 11.3, е відрізняється армировкой елементу ущільнювача з боку вакууму металевою фольгою, що забезпечує зниження газовиділення і газопроникності з'єднання за рахунок зменшення реальної поверхні зіткнення ущільнювача з вакуумом.
Замість гуми в якості ущільнювача застосовують фторопласт, що має меншу газовиділення і газопроникність. Недоліком фторопласта є дуже низька межа пружності, тому для ущільнення фторопластом необхідно створювати напружений стан всебічного стиснення. Найкращим чином цьому відповідає конструктивна схема, зображена на рис. 11.3, в. Вона забезпечує обмеження зусилля, що діє на прокладку, і фіксує з'єднуються деталі як в осьовому, так і в радіальному напрямку. Форма ущільнювача квадратна. У зазор 0,1 мм фторопласт не випливає навіть при дуже великих питомих навантаженнях. Основні розміри з'єднання з несиметричними фланцями і фторопластовим ущільнювачем показані на рис. 11.3 і в таблиці 11.4.
Для техніки надвисокого вакууму велике значення мають металеві ущільнення, що допускають прогрів до температури 450 ... 500 ° С. Заповнення микронеровностей відбувається за рахунок пластичної деформації матеріалу прокладки. Плинність металів значно менше, ніж у гуми, і тому для створення ущільнення потрібні значно більші питомі тиску і більш високий клас чистоти поверхні. Газовиділення металевих прокладок в 10 3 разів менше, ніж гумових, але з'єднання з металевими прокладками складніше у виготовленні, допускає обмежене число прогревов і збірок. Схеми найбільш поширених металевих ущільнень показані на рис. 11.5, а ... ж.
З'єднання з круглим ущільнювачем (рис. 11.5, а) найбільш прості у виготовленні, ремонті і надійно працюють з прокладками з міді і золота. Зусилля герметизації в таких з'єднаннях із золотою дротом Ø 0,8 мм складає 350 Н / мм.
Зусилля герметизації в ущільненні (рис. 11.5, б) дуже чутливо до співвісності ріжучих крайок. Для прокладок товщиною 4 мм мінімальне зусилля герметизації для невідпаленого міді 470 Н / мм, а для алюмінію # 150; 340 Н / мм.
Конусне з'єднання (рис. 11.5, в) в порівнянні з плоским вимагає трохи меншого зусилля герметизації, але має великі габарити і погано працює при нерівномірних прогревах, що супроводжуються появою зазору при радіальному градієнті температури.
Ущільнення зі всебічним стисненням (рис. 11.5, г) погано розбирається через проникнення матеріалу прокладки в зазори між сполучаються деталями.
Ножове ущільнення (рис. 11.5, д) має найменше серед металевих ущільнень зусилля герметизації і може застосовуватися замість гумових ущільнювачів, відрізняється збільшенням зусилля герметизації при повторних збірках.
Канавочні-клинове з'єднання (рис. 11.5. Е) з мідною плоскою прокладкою товщиною 0,5 мм має зусилля герметизації 280 Н / мм. Основні розміри цього з'єднання показані на рис. 11.6.
Ущільнення типу «конфлат» (рис. 11.5, ж) широко застосовується для прогріваються сверхвисоковакуумних систем. Фланцеве з'єднання з цим ущільненням показано на рис. 11.6.
При прогріванні розбірних з'єднань до 450 ... 500 ° С, для того щоб не відбулося розгерметизації після охолодження, необхідно сталість коефіцієнтів лінійного розширення всіх вхідних в з'єднання матеріалів у всьому робочому діапазоні температур.
Мідь і нержавіюча сталь мають близькі коефіцієнти лінійного розширення, тому мідь широко застосовується в якості матеріалу прокладки між деталями з нержавіючої сталі. Для підвищення надійності ущільнення використовують покриття золотом мідних прокладок. Це запобігає корозії прокладок при частих прогревах до 450 ... 500 ° С.
Для компенсації невеликих відмінностей коефіцієнтів лінійного розширення можуть використовуватися пружні прокладки, тонкі болти, тарілчасті пружини і шайби, що ослабляють проточки у фланцях і т.д. (Рис. 11.7).
Основні розміри фланцевих з'єднань
з гумовим ущільнювачем (рис. 11.3)
Мал. 11.3 Ущільнення між двома плоскими фланцями.
Рис.11.4. Ущільнення до канавці.
Рис.11.5. Металеві ущільнення.
Ріс.11.6. Канавочні-клинове ущільнення
Мал. 11.7. Ущільнення «конфлат».
Ріс.11.8. Компенсація теплових навантажень.
Мал. 11.1. Вакуумне ущільнення «зуб-канавка»: а) прокладки з гуми або фторопласту; б) прокладка з тонкого металу
Мал. 11.2. Вакуумне ущільнення на основі індієвий прокладки
А також інші роботи, які можуть Вас зацікавити
Вчитися учнів розпізнаваті Корисні и шкідливі продукти харчування поясніті чому дітям нужно вжіваті овочі фруктімолочні продукти Щодня; поясніті значення харчування для здоров'я; виховувати свідоме Ставлення до свого здоров'я. Сюжетні малюнки: овочі фрукти молочні и мясні продукти тістечка цукерки торти.