Уплотнения резиновыми кольцами.

Кольца круглого сечения, уплотняют автоматически.

Рассмотрим схему:

Резиновые кольца вставляются в кольцевую канавку прямоугольного сечения (на поршне или в отверстие, через которое проходит шток). Кольца устанавливаются в канавку с натягами i, обеспечивающими предварительное уплотнение. Оно создается разностью диаметров кольца.

Предварительное уплотнение зависит от качества исполнения формы и размеров канавки под кольцо. Кольцо плотно сдавливается между внутренней поверхностью цилиндра и дном канавки поршня, в результате чего оно деформируется и принимает овальную форму. С поступлением в цилиндр под давлением рабочей среды кольцо перемещается к стенке канавки (в направлении потока воздуха или масла) и дополнительно деформируется, принимая D-образную форму. Степень уплотнения возрастает с увеличением давления.

При давлении 100кгс/кв.см, кольцо вдавливается в зазор образуя «язычок», что является причиной быстрого износа колец. Для устранения выдавливания применяют кольца из более плотной резины или ставят защитные кольца из фторопласта. Срок службы колец до 150 000 двойных ходов. Зазоры в подвижных соединениях должны быть минимальными.

Диаметры канавок:

Д1 = Д - 2de + 2i; Д2 = dшт + 2de – 2i - уплотнение для штока

de – диаметр сечения уплотнительного кольца;

i=(0.1 - 0.15)d; b= (1.25-1.3)d; r= 0.01-0.25мм; R=0.5-0.7мм;

Уплотнительное кольцо может применяться в качестве уплотнителя при соединении крышки со втулкой (для неподвижного соединения).

Dk= D+2d-2i – диаметр канавки;

b1=0.8d – ширина;

Предельные отношения диаметров сопрягаемых деталей в системе отверстия в зависимости от давления и вида соединения устанавливают по ГОСТ 9833-73

(до 50 кг/кв.см А3(Н9); Х3(f9); Х(f7); Д(g6) – для подвижных;

А3(Н10);Х3(f9);C3(h8);А3(Н9) – для неподвижных соединений

Пример обозначения: ГОСТ 9833-73

010-013-19

010 – диаметр штока, мм.

013 – диаметр цилиндра, мм.

19 – диаметр сечения кольца умноженное на 10

Мембранные (диафрагменные) приводы.

Схема:

Мембранный пневмодвигатель (пневмокамера) состоит из корпуса 1 и крышки 2, между которыми загнана мембрана 3 тарельчатой формы из прорезиненной ткани. Сжатый воздух поступает в нижнюю полость и перемещает диск 4 со штоком 5. При выпуске воздуха, пружина 6 возвращает шток в исходное положение. Пневмокамера закрепляется на корпусе приспособления с помощью шпилек 7. Отверстие А – для выхода воздуха в атмосферу. В большинстве случаев пневмокамеры бывают одностороннего действия, но применяются и двухсторонние. Корпус и крышка отливаются из серого чугуна или штампуются из малоуглеродной стали. Также могут быть изготовлены из алюминиевого сплава АЛ9В; АЛ10В и из пластмассы – волокнит. Тарелочные мембраны прессуются в пресс-формах. Материал – четырехслойная ткань бельтинг по ГОСТ 2924-67 с двух сторон покрытая маслостойкой резиной. Толщина мембран 6…7 мм. Бывают такие мембраны ,вырезанные из листовой технической резины ГОСТ7338-65 с тканевой прокладкой толщиной до 3 мм. Так например из транспортерной ленты, прорезиненного ремня толщиной 4-6 мм.

Двухстороннего действия камеры применяют главным образом во вращающихся приводах к токарным станкам средних размеров.

В настоящее время большое распространение получили пневмокамеры встраиваемые в корпус переналаживаемых и универсальных приспособлений (пневмотиски, пневмоподставки, пневмозажимы столов и т.д.). В условиях крупносерийного производства экономически целесообразно пневмокамеры встраивать в корпуса специальных приспособлений. Это приводит к уменьшению габаритов, уменьшает число деталей.

Схема:

Двухсторонний с закрытой Одностороннего действия

крышкой без крышки

В сравнении с поршневыми двигателями пневмокамеры имеют ряд преимуществ:

1. у камер одностороннего действия отсутствуют и исключены утечки воздуха, а у камер двухстороннего действия уплотнение требуется только для штока;

2. компактны и имеют небольшой вес;

3. отсутствует смазка;

4. более долговечны, выдерживают от 600 000 до 1 000 000 включений (а манжеты цилиндров 10 000 – 150 000)

Недостатки: небольшой ход штока (35-40мм) и непостоянство развиваемых усилий (уменьшение усилия на штоке с увеличением перемещения). См. график

“a” “в”

Диаметры тарельчатых мембран размер D:

130;148;178; α=

D1 174;198;228; длина хода L=2h

h – стрела выпуклости диафрагмы

При плоской диафрагме ход штока определяется прогибом в центре:

(см)

р – давление сжатого воздуха;

D – диаметр диафрагмы по линии защемления;

S – толщина диафрагмы:

Е – модуль упругости кг/кв.см при μ=0,4 – Пуассона

Подставив: L=

S – определяется из условий прочности

σmax – допустимое напряжение в тканевой основе

400 кг/кв.см

При защемлении диафрагмы шайбами штока:

L=

K1 и К2 – зависят от отношения а=D/d;

D – диаметр диафрагмы;

d – диаметр опорной шайбы;

Здесь S=

Значения К1,К2,К3,К4 – стр 129 таб. 18 Кирсанов

Силу Qна штоке для некоторого промежуточного положения штока определяют:

Q= Cp

С – коэффициент зависит от D/d см. табл. 19 стр. 129 Корсаков

Для защемленной диафрагмы:

m = h/L – перемещение штока от его исходного положения в долях хода L

У Ансерова сила Q в положении после перемещения на расстоянии 0,3D – для тарельчатых или выпуклых диафрагм и 0,07D для плоских

D,d – диаметры мембраны (диафрагмы) и опорной шайбы;

p - давление сжатого воздуха кг/кв.см

P – усилие возвратной пружины кг определяется аналогично как и для пневмоцилиндра.

Примерные значения усилий в зависимости от хода табл. 18 стр. 253 Аксеров 75г. На стр. 252 – см. конструкции и элементы закрепления диафрагм.