Мембраны

Многие виды резиновых машиностроительных деталей рабо­тают вмонтированными в соответствующие узлы приборов и ап­паратов. Сборка таких узлов иногда приводит к значительным деформациям резиновой детали, сказывающимся на ее механиче­ских свойствах в эксплуатационных условиях.

Обычная оценка физико-механических свойств резины, например показателями, при­веденными в табл. 6 (глава 8), оказывается явно недостаточной; возникает необходимость установления характеристики резино­вой детали как части узла сборки. В размерах металлических де­талей, контактирующих с резиновыми, могут быть отклонения; могут наблюдаться отклонения в процессе сборки: в величинах прилагаемых усилий, в величине деформаций в резине и др. Все это может привести к тому, что вполне правильно изготовленная резиновая деталь — наиболее чувствительный элемент узла — бу­дет поставлена в неподходящие условия; узел в целом будет ра­ботать неправильно.

Отсюда возникает вопрос о таком порядке приемки резиновых деталей, когда механические их свойства устанавливаются непо­средственно на самой детали, но в условиях, исключающих влия­ние отклонений в сборке узла. Для установления характеристики, определяющей механические свойства детали в узле, необходимо иметь:

а)   расчетную зависимость, связывающую искомый параметр (прогиб, осадку и т. п.) с приложенным усилием, геометрическими размерами детали и модулем материала;

б)   прибор, имитирующий работу детали в узле и позволяющий экспериментально определить искомую зависимость.

Из сопоставления расчета и эксперимента, принимая во вни­мание допустимые отклонения геометрических и механических параметров детали, и может быть составлена искомая характери­стика. Сравнение свойств серийной продукции с такой характери­стикой позволит установить идентичность механических свойств продукции.

В качестве примера ниже рас­сматривается установление харак­теристики плоской круглой резино­вой мембраны с жестким центром.

Мембранами называют закреп­ленные по контуру тонкие пла­стинки. Вследствие незначительной своей толщины, такие пластинки при прогибе работают только на растяжение. Мембраны находят широкое применение в приборо- и машиностроении. Их исполь­зуют в качестве уплотнительных устройств (в вакуум-кранах), в конструкциях, позволяющих преобразовать изменение давления газа или жидкости в соответствующее изменение механиче­ского усилия (датчики и исполнительные механизмы регулято­ров и др.).

Металлические мембраны имеют заметную жесткость при из­гибе. Неметаллические мембраны, изготовленные из резины или из прорезиненной ткани, обладают при изгибе очень малой жест­костью. Поэтому напряжения в неметаллической мембране от изгибающих моментов значительно меньше напряжений, обусло­вленных растягивающими усилиями.

Как известно, по форме мембраны разделяются на плоские, гофрированные, пильчатые, хлопающие; они могут иметь жесткий центр (рис. 231); могут быть и без жесткого центра.