Застосування ущільнень валів Конструкція машини
Ущільнення валів використовуються на обертових, поршневих та коливальних валах для утримання масла та жиру та виключення забруднень. Відома як олія або променева губа
Ущільнення валів використовуються на обертових, поршневих та коливальних валах для утримання масла та жиру та виключення забруднень. Відомі як масляні або радіальні гумові ущільнення, ущільнення валів також можуть містити тиск або окремі рідини. Вони мають кілька ключових сильних сторін: вони економічні, прості в установці та ефективні в багатьох середовищах.
Ущільнення вала - це лише одна частина тридільної системи. Інша частина - це сам рухомий вал. (Його рух може бути круговим обертанням, зворотно-поступальним зворотно-поступальним рухом або обертальним коливанням вперед-назад.) Третя частина ущільнювальної системи - це корпус, в який встановлена пломба. Рис. 1 показано ущільнення вала, встановлене в отворі корпусу.
Будь-який механічний вузол, що містить рідини, повинен бути спроектований таким чином, щоб ці речовини текли лише там, де передбачено, і не витікали із складу. Ущільнення, вбудовані в механічні конструкції, запобігають такому витоку в місцях стику різних деталей складання; ці місця зустрічі відомі як спарювані поверхні, а простір між ними називається зазором. Призначення пломби - перекрити зазор, щоб через неї нічого не проходило.
Ущільнення валів часто зустрічаються у вузлах редукторів, гідравлічних насосів та двигунів та поршневих застосувань, як ущільнення склоочисників.
Матеріали мають першорядне значення. Для ілюстрації: Автомобільні системи кондиціонування раніше використовували R-12, хлорфторуглерод (ХФУ). Але оскільки ХФУ сприяють руйнуванню озону, у 1990-х роках був зроблений натиск щодо їх заміни на холодоагенти з гідрофторуглеродом (ГФУ). R-12 був замінений на так званий R-134a. Однак останнє також вимагало використання різних мастил. Ця нова мастила у поєднанні з більш високими робочими температурами змусила дизайнерів ущільнень шукати більш стійкі матеріали; зараз гідрогенізований нітрил (HNBR) ефективно використовується для ущільнення кондиціонерів.
Еволюція ущільнень валів
Протягом минулого століття технологічний прогрес стимулював розвиток все більш досконалих радіальних ущільнень губ. Насправді перші "ущільнення валів" (наприклад, ті, що знаходяться на осях низькошвидкісних прикордонних вагонів) були не що інше, як шкіряні смужки, які намагаються (як правило, з дуже обмеженим успіхом) містити тваринний жир, що використовується як змащення.
Пізніше моторизовані транспортні засоби замінили вагони, а мотузкові упаковки з льону, бавовни та конопель замінили шкіряні смуги. Хоча все ще відносно сирі, такі насадки працювали, оскільки мастила мали тенденцію бути дуже в'язкими, робочі швидкості все ще були низькими, а температури ніколи не ставали досить високими, щоб погіршити мастильні матеріали або ущільнювальні матеріали.
У 1920-х роках стали більш поширеними більш тонкі та екологічно нешкідливі мастила, а адекватне їх ущільнення стало складнішим. Канатні насадки замінили зібраними шкіряними ущільненнями - хімічно обробленими для поліпшення опірності маслу, а потім затиснутими в металевому корпусі для полегшення встановлення та зняття. Металевий корпус дозволяв ущільнювати пресфіт для запобігання витоку свердловини, а шкіряна губа проходила область заземленого стовбура до встановленої шорсткості.
У міру вдосконалення машин, транспортних засобів та дорожніх покриттів збільшувались оберти валу та температури нанесення, а також розроблялись нові оливи, що витримують ці більш високі температури, але спричиняли набрякання та погіршення стану ущільнювальних губ шкіри. Ці труднощі були подолані в 1940-х роках завдяки розробці олійностійких полімерів. Нормою стали зібрані ущільнення з синтетичного каучуку з губами з нітрилу (NBR).