Прокладки «полугнездовых» фланцевых уплотнений

На рис. 204,6 приведена схема полугнездных фланцевых уп­лотнений. Эти уплотнения характеризуются наличием внешних выступов на нижнем фланце, образующих посадочные места для резиновых прокладок. Толщина прокладок должна быть выше вы­ступов: посадка прокладки идет вплотную к выступу или с зазором Аг по радиальному направлению.

При некоторой нагрузке на верхний фланец, приводящей к контактному давлению f, со­здается осевое сжатие прокладки е. Если этим нагружением еще не выбрана разница между толщиною прокладки и высотою вы­ступа или не выбран зазор Аг между выступом и прокладкой, то разуплотнение узла следует линейной зависимости контактного давления уплотнения f и критического давления рабочей среды Р_Кр-

Это показано на участке f рис. 212, т. е. повторяется зависимость, приведенная на рис. 205. Однако в тот момент, когда прокладка при радиальном смещении коснется выступа, то при дальнейшем повышении рабочего давления Р на участке 2 критическое дав­ление Р_кр возрастает более резко, чем на участке f; проявляется так называемое самоуплотнение.

Ближайшее исследование этого явления показало, что если на поверхности контакта прокладки и фланца имеется смазка и дано начальное контактное давление f, то последнее при подаче рабочего давления будет падать (рис. 213) до fо отвечающего Р, по

При наличии смазки k = 0,7; для абсолютно жестких зависимости либо  несменяемых   (например,  привулканизованных)   прокладок k = 0.

В тот момент, когда деформируемая прокладка коснется вы ступа, прекратится падение контактного давления f по зависн мости (13.1) и начнется подъем его по уравнению

 Физический смысл явления описываемого уравнением (13.17) состоит в том (при С= 1), что в области ВС избыточное (с уве­личением Р) рабочее давление Р— Рпередается по закону Паскаля через прокладку на выступ и на фланцы, что и ведет к уве­личению контактного давления f или к самоуплотнению прокладки.

Наилучшим условием проявления самоуплотнения будет отсут­ствие зазора Аf», тогда, с момента подачи уплотняемого давления Р, сразу же увеличивается давление f на фланцах. Схема, при­веденная на рис. 213, отвечает некоторой заданной деформации е сжатой прокладки. С увеличением е или с увеличением модуля резины Е при той же деформации е возрастает контактное давле­ние f и характеристика ABC смещается вправо.

На рис. 214 приведена зависимость / и Р_кр для прокладок из различных резин с модулями Е = (18—60) -10 Н/см² при постоян­ном начальном зазоре Д/

Потеря герметичности узла теперь зависит от критического контактного давления F^, тем большего, чем больше рабочее давление Р. Надежности уплотнения можно достигнуть уменьше­нием модуля Е резины, уменьшением зазора Аг и применением смазки контактных поверхностей, что ведет к уменьшению силы трения. При несмазанных поверхностях значения fo*=f и Рна­много выше, чем при смазанных и увеличиваются пропорцио­нально статическому модулю резины Ё. К тому же контактное давление в области самоуплотнения жесткой резины (Е = 60 10 Н/см²) при смазанных поверхностях выше, а при сухих ниже, чем контактное давление мягкой резины.

Исходя из уравнения (13.16) при Р => Ри из уравнения (13.17), можно дать общее расчетное уравнение контактного на­пряжения в таком виде:

Это  уравнение   имеет  смысл   при  давлениях   рабочей   среды Р > Ро.