Где и зачем используют уплотнительные резиновые кольца?

Назначение и применение резиновых уплотнительных колец

Промышленное оборудование имеет множество соединений. Для их герметизации и защиты используется уплотнительное кольцо, представленное в нескольких вариантах с различными параметрами.

Применение

Уплотнительные кольца применяются для герметизации соединений различного оборудования вроде насосов, канализационных систем, газопроводов и т. д. Помимо герметизации данные элементы выполняют функции гашения шума и вибраций и изоляции от пыли, солнца, влаги и т. д.

Параметры

Уплотнительные кольца в целом рассчитаны на воздействие соленой и пресной воды, топлива, смазки и некоторых прочих химически активных веществ. Предельное давление значительно различается для вариантов для подвижных и стационарных соединений. К тому же в первом случае важна скорость движения. Диапазон рабочих температур – от -50 до 130 °C. Отдельные варианты уплотнительных колец характеризуются специфическими значениями названных параметров в зависимости от назначения.

Для уплотнительных колец исходные материалы представлены полиуретаном, NBR-резиной, фтор- и силиконовым каучуком.

Среди названных материалов полиуретан в 2-3 раза по износостойкости превосходит резину. Поэтому уплотнительными кольцами из него нередко заменяют стандартные резиновые элементы. Силикон и фторсодержащая резина также превосходят по долговечности резину.

При этом любой материал для уплотнительных колец должен соответствовать ряду требований.

  • Во-первых, данные элементы должны обладать стойкостью к влиянию химически активных сред.
  • Во-вторых, в некоторых случаях требуется термостойкость.
  • В-третьих, нередко необходима морозостойкость, определяющая сохранение уплотнительными кольцами эластичности до определенного термического порога.
  • В-четвертых, необходимо учитывать воздействие их самих на изделия, с которыми они контактируют, то есть коррозионную активность.
  • В-пятых, данные изделия существенно различаются по твердости в зависимости от назначения.
  • В-шестых, важна износостойкость.

Жесткостью называют возможность сопротивления деформации. Она определяется на основе соотношения остаточной деформации к силе удара. С ней связана способность к возврату в начальное состояние после устранения напряжений.

Особый тип условий проявляется при использовании уплотнительных колец на границе вакуума и воздуха. В данном случае существенно ускоряются окислительные процессы. Для предохранения изделий от них в состав включают дополнительные компоненты.

Кроме того, при давлении более 10 МПа проявляется кессонный эффект, способный привести к разрушению. Ему хорошо противостоят уплотнительные кольца из плотного и твердого материала.

Выбор уплотнительных колец осуществляют на основе их параметров с учетом условий применения. Так, значение имеют температура и давление. К тому же ввиду того, что рассматриваемые детали подвергаются сжатию и растяжению, важна их способность к возврату в начальное состояние. Также при выборе уплотнительных колец имеет значение размер. Требуемое значение определяется на основе параметров соединения.

Для отображения основных характеристик уплотнительных колец разработана система маркировки. Полное обозначение представлено пятизначной цифровой комбинацией. Первые три числа отражают диаметр: первое – штока, второе – цилиндра (диаметр изделия, на который рассчитан уплотнитель, при этом для плотного прилегания диаметр его самого немного меньше), третье –сечения (*10). Четвертое число означает группу точности, пятое – группу материала (0-3 – бутадиен-нитрильный каучук, 4-6 — фторкаучук).

Нужно учитывать, что вид маркировки определяется типом уплотнительного кольца. Полные маркировки применяются редко.

Классификация

Основным критерием дифференциации уплотнительных колец считают форму сечения. По данному параметру их подразделяют на круглые, прямоугольные, x-образные.

Детали круглого сечения служат в качестве герметизирующих элементов в гидравлических и пневматических устройствах, смазочных и топливных системах. По назначению их классифицируют на варианты для подвижных и статичных соединений и изделия только для подвижных соединений. Размеры рассматриваемых изделий обозначают цифровыми маркировками типа 25х35х10, отражающими только диаметр. Первое значение относится к штоку, второе – к цилиндру, третье – к сечению (*10) в мм. Следует отметить, что иностранные производители используют двузначные маркировки без диаметра цилиндра.

Кольца прямоугольного сечения (R-ring) применяются преимущественно в статичных соединениях. Это обусловлено тем, что в подвижных узлах прямоугольные кромки изнашиваются быстрее вследствие значительно большего трения. Ввиду этого допустимо применение прямоугольных уплотнительных колец в соединениях со скоростью поступательного движения до 0,5 м/с. Кроме того, в некоторых случаях с целью снижения износа сокращают площадь контакта путем снятия фаски. Однако нужно учитывать, что такие варианты подходят для рабочего давления до 1 МПа. Стандартные прямоугольные изделия рассчитаны на давление до 50 МПа. Диапазон рабочих температур определяется материалом: изделия из бутадиен-нитрильного каучука применимы при -50-150 °C, из силиконового каучука – при -60-200 °C, из фторированного каучука – при -25-200 °C. К тому же материал определяет устойчивость изделий к воздействию химически активных сред. Так, фторкаучуковые уплотнительные кольца подходят для спиртов и кетонов, в то время как с бензином и бутаном следует использовать варианты из бутадиен-нитрильного каучука. Для обозначения размеров прямоугольных вариантов используются аналогичные трехзначные маркировки. В данном случае первые два числа определяет диаметр штока и цилиндра соответственно, третье – высоту в мм. Приведенные характеристики обуславливают основные сферы применения прямоугольных уплотнительных колец. В основном их используют в арматурных фланцевых соединениях, в том числе открытых, а также в трубопроводах. Там они выполняют функции герметизации и защиты от влаги и пыли.

Модели квадратного сечения считаются вариантом прямоугольных изделий с равными значениями высоты и толщины. По параметрам и назначению они аналогичны.

Изделия X-образного сечения имеют четыре закругленных края с промежуточными дугообразными выемками в поперечном разрезе. Данная конструкция служит для предотвращения скручивания. Это модели двухстроннего действия, имеющие обширный рабочий диапазон давления. Их производят из трех типов материала: нитрилового (NBR), фтористого (FKM/FPM) и этиленово-пропиленового (EPDM) каучука. Изделия первого типа характеризуются наибольшей твердостью (до 90 по Шору). Варианты из фтористого каучука отличаются наибольшей рабочей температурой (до 200 °C), а модели из EPDM – наименьшей (до -40 °C). X-образные варианты известны также как x-rings и q-rings.

Еще одним параметром дифференциации уплотнительных колец является твердость. По данному критерию их классифицируют на мягкие, средней твердости, твердые, очень твердые.

В данной статье рассмотрены преимущественно резиновые уплотнительные кольца. Однако существуют варианты из более твердых материалов.

  • Медные уплотнительные кольца, несмотря на называние, производят как из меди, так и из прочих цветных металлов, их сплавов, а также пластика. Данные изделия служат для герметизации резьбовых соединений топливной аппаратуры, гидравлических механизмов и т. д.
  • Уплотнительные кольца из фторопласта рассчитаны на предотвращения выдавливания в зазор резиновых моделей.
  • Графитовые изделия, служат для герметизации соединений. Их применяют для нефтехимического, энергетического, газового оборудования вместо прокладок и шнуров.
  • Металлорезиновые варианты представлены металлическими шайбами, как и медные, с внутренней износостойкой резиновой вставкой. Используются также для герметизации резьбовых соединений.

По совокупности параметров выделяют несколько видов уплотнительных колец, основными среди которых являются три.

  • Маслобензостойкие кольца производят из нитрил-бутадиенового каучука (резины 0-4 групп). Наиболее широкий диапазон рабочих температур от -45 до 130 °C имеют варианты из резины 4 группы.
  • Термостойкие изделия из фторкаучука (резина 5, 6 групп) рассчитаны на температуры от -20 до 200 °C (резина 6 группы).
  • Силиконовые варианты соответствующего состава (резина 7 группы) имеют диапазон рабочих температур от -50 до 250 °C.

Максимальное рабочее давление для названных типов круглых уплотнительных колец составляет 10 МПа для подвижных соединений и 40 для неподвижных.

Маслобензостойкие варианты, как следует из названия, мало восприимчивы к химическому влиянию нефтяных продуктов, таких как дизельное топливо, мазут, бензин, смазочных веществ, минеральных и синтетических масел, воды, жиров, газов типа бутана и пропана, спирта, кислот (в разбавленном состоянии), солей, 40% ароматических веществ. К тому же они характеризуются высокой эластичностью и небольшой остаточной деформацией. Их также называют бензостойкими (на основе свойств) и кольцами NBR (по исходному материалу).

Термостойкие изделия являются наиболее устойчивыми к воздействиям различного рода (химическим, термическим, механическим) среди уплотнительных колец. Так, они невосприимчивы к влиянию ароматических углеводородов, топливо-смазочных материалов, кислот, щелочей, а также ультрафиолета и радиации. К тому же они характеризуются хорошими диэлектрическими параметрами. Однако рассматриваемые изделия чувствительны к ацетону, муравьиной кислоте и аммиаку. Основным свойством таких уплотнительных колец является устойчивость к термическому влиянию. Приведенными параметрами обусловлена очень обширная сфера их применения, но особо актуальны такие варианты для узлов с высокой рабочей температурой. Они встречаются под названиями FKM, FPM (по исходному материалу), Viton (по названию марки одного из производителей), высокотемпературные (по свойствам).

Силиконовые варианты относятся к экологически чистым изделиям. К тому же они характеризуются очень высокой термической устойчивостью: рассчитаны на температуру от -60 до 260 °C, кратковременно могут выдерживать более 300 °C. Данные варианты устойчивы к воздействию химически активных сред, таких как вода (соленая и пресная), кислоты, фенолы, щелочи, спирты, нефть, смазки, соли, масла, перекись водорода, озон, а также электрических полей ультрафиолета и вакуума. Обладают диэлектрическими свойствами. Названные параметры определяют обширную сферу применения силиконовых уплотнительных колец. Особо актуальны они для отраслей, где требуются экологически чистые материалы.

Как видно, систематика рассматриваемых изделий весьма сложна. Многие варианты соответствуют нескольким классификациям, например, силиконовые уплотнительные кольца прямоугольного сечения, термостойкие круглого сечения и т. д.

ГОСТы

Многие характеристики уплотнительных колец регламентируются ГОСТами. Так, для вариантов круглого сечения создан ГОСТ-18829-2017. Он описывает исходные материалы и их свойства, параметры поверхности, эксплуатационный срок, особенности приемки и испытаний, правила маркировки, упаковки, транспортирования и хранения, гарантию. ГОСТ 9833-73 регламентирует размеры. Кроме того, существует международный ISO 3601 и ряд государственных стандартов (DIN 3771 и др.).

Параметры уплотнительных колец прямоугольного сечения определяются ГОСТом 15180-86 для плоских эластичных прокладок. Для элементов квадратного сечения используется тот же ГОСТ. Межгосудартственного стандарта для них не существует. Однако в некоторых случаях используют ТУ 38.105376-92 либо ТУ 2500-37600152106-94.

Читайте также:  Как устроен и как устанавливается клапан для стиральной машины?

Фторопластовые изделия описываются ГОСТом 23825-79, графитовые – ТУ 38.314-25-6-91, медные – DIN 7603.

Особенности изделий для труб теплообменников диаметром 45 мм описаны ГОСТ 24191-80. Технические требования для них приведены в ГОСТ 24201-80. ГОСТ 38-52 регламентирует варианты для тормозных рукавов.

В некоторых случаях создают уплотнительные кольца с индивидуальными параметрами под заказ.

Уплотнительные кольца, их характеристики и сферы применения

Уплотнительные кольца и манжеты широко используются для герметизации соединения неподвижных и подвижных деталей конструкции различных пневматических и гидравлических устройств.

Кольцо уплотнительное

Это могут быть санитарно-технические изделия, или двигатели внутреннего сгорания, детали канализации, насосы и газопроводы: сфера применения достаточно широка.

Разновидности уплотнительных колец

Такие кольца могут иметь прямоугольное, круглое и х-образное сечение и их характеристики должны соответствовать определенным стандартам, к примеру, кольца резиновые уплотнительные круглого сечения выпускаются в соответствии с ГОСТ 9833-73.

В зависимости от того, для каких именно целей планируется использовать набор уплотнительных изделий, варьируются их физические характеристики. Они могут быть жесткими или эластичными устойчивыми к низким и высоким температурам, а также к воздействию агрессивной среде и различным химическим соединениям.

Материалы, используемые для изготовления уплотнителей

Выбор определенной разновидности зависит от того, какие свойства имеет рабочая жидкость, которая находится в непосредственном контакте с уплотнительным кольцом. Уплотнительные кольца бывают:

Если рабочая жидкость может негативно повлиять на материал, из которого изготовлено уплотнительное изделие, как это, к примеру, может быть с каучуковыми уплотнителями и нефтепродуктами, необходимо устанавливать уплотнитель из резины, которая не разрушается от контакта с нефтью.

В свою очередь форма изделий бывает овальной и прямоугольной, круглой и шевронной, все зависит от того, для чего они предназначены. Основными преимуществами использования уплотнительных колец является простота монтажа, высокая функциональность и долговечность, что для той же канализации играет большую роль.

Кроме того, такие изделия не теряют своих лучших качеств даже после большого количества сборок и разборок конструкции. В свою очередь изделия, имеющие круглое сечение имеют специальное посадочное место и те же силиконовые, или резиновые кольца устанавливаются очень быстро.

Применение уплотнительных изделий прямоугольной формы

Набор колец квадратной формы может быть использован для уплотнения статического соединения, или же подвижного, но имеющего небольшую амплитуду. В частности это касается уплотнения фланцевого соединения, или установки запорной арматуры.

Набор резиновых колец, имеющих прямоугольное сечение, может быть использован при прокладке трубопровода различного предназначения, так как подобные изделия могут обеспечить оптимальную герметизацию.

В качестве рабочей жидкости может выступать вода, причем как горячая, так и холодная, кислоты и щелочи, различные виды газов и пара. В процессе установки уплотнителей прямоугольного сечения допускается сжатие от 0.1 до 0.2 миллиметра, тем более что и герметичности соединения удается достигнуть в результате смещения уплотнителя посредством давления рабочей среды.

Набор колец прямоугольного сечения имеет специальные обозначения, позволяющие определить возможность использования каждого изделия в той, или иной ситуации. Первая цифра в данном случае обозначает диаметр штока, вторая – диаметр цилиндра и третья высоту самого кольца. Каждое изделие прямоугольного сечения должно соответствовать ГОСТ 15180-86.

Классификация и сферы применения резиновых уплотнительных колец круглого сечения

Набор резиновых уплотнительных колец круглого сечения используется в основном в статических соединениях, но в некоторых случаях это могут быть и динамические соединения, если происходит колебательное, вращательное или возвратно-поступательное движение. В зависимости от типа резины, уплотнители делятся на:

  1. Комплект колец соответствующих ГОСТ 18829-73 может быть использован в топливных, гидравлических, пневматических установках.
  2. ТМКЩ или тепломорозокислощелочестойкие в трубопроводах транспортирующих кислоты, щелочи и другие химически активные вещества, причем даже при высокой температуре.
  3. Комплект резиновых колец по ГОСТ 9833-73 может быть использован в пищевой промышленности, и находиться в непосредственном контакте с продуктами.
  4. МБС или маслобензиностойкие в агрегатах использующих в работе бензин и масло;

Внутренние диаметры таких колец варьируются от одного миллиметра до 2000 мм, а их сечения могут быть в переделах от 0.5 миллиметров до 20 мм. Для того чтобы можно было различить типоразмер и характеристики кольца на него наносятся соответствующие обозначения.

Если рассматривать набор колец для внутренней канализации, то первые три цифры в обозначении каждого изделия показывают, каким должен быть диаметр штока, на который оно будет одеваться, а следующие три цифры это диаметр цилиндра в который кольцо вставляется.

Седьмая и восьмая цифры в маркировке изделия обозначают, какова его толщина, девятая это класс точности, а десятая это тип резины. В некоторых случаях допускается незначительные отклонения реальных размеров от тех, которые указаны в маркировке.

Уплотнительное кольцо в месте соединения труб

По условиям эксплуатации, резиновые уплотнители могут использоваться при температурах от -60º до +250º, конкретные параметры зависят от типа используемой резины. Что касается ограничения давления, то если соединение статичное, давление не должно превышать 500 атмосфер.

При динамичном соединении, особенно если кольца контактируют с маслом, водой, топливом, или смазкой, показатели давления должны быть не больше 350 атмосфер. Если же набор резиновых уплотнителей круглого сечения используется для уплотнения динамических соединений в воздушных установках, давление не должно превышать сто атмосфер.

Как заменить уплотнительное кольцо самостоятельно (видео)

Характеристики и сферы применения уплотнительных манжет

В тех соединениях, которые используют подвижную конструкцию из осей и штоков, совершающую поступательные или вращательные движения используются так называемые манжеты. Манжета имеет внутренний и внешний диаметры, а для увеличения ее прочности применяется специальное армирование.

Резиновые манжеты могут иметь различные сферы применения и конструктивные особенности. По этим признакам могут быть разделены на соответствующие группы:

  1. Манжеты армированные, которые соответствуют ГОСТ 8752-79, могут использоваться в тех случаях, когда в качестве рабочей среды выступают дизельное топливо, минеральное масло, а также вода.
  2. Манжеты неармированные, соответствующие ГОСТ 6678-72 используются в пневмоагрегатах, компрессорах и других приспособлениях.
  3. Неармированные манжеты, соответствующие ГОСТ 14896-84 могут применяться в гидравлических устройствах.
  4. Манжеты соответствующие ТУ 38-1051725-86 применяются для герметизации поступательно перемещающихся узлов. Кольцо уплотнительное на форсунки

Уплотнительные кольца для ливневой канализации

При монтаже ливневой канализации может использоваться набор, в который входят силиконовые уплотнительные кольца ведь они обеспечивают высокую герметичность соединения при температуре от -60º до +200º. Так как элементы канализации могут испытывать серьезную температурную нагрузку, силиконовые уплотнители являются одним из наиболее эффективных решений.

В последние годы силиконовые кольца являются востребованными на рынке, так как обладают высокой эластичностью, прочностью и износостойкостью и имеют небольшую стоимость. Набор, в который входят силиконовые уплотнители, обойдется дешевле, чем другие уплотнительные элементы.

Поэтому его использование при монтаже канализации, или же другого типа трубопровода, оказывается эффективным и экономически выгодным. В связи с тем, что в процессе эксплуатации уплотнительные свойства резины существенно снижаются, для монтажа ливневой канализации их лучше не использовать.

Где и зачем используют уплотнительные резиновые кольца?

Где и зачем используют уплотнительные резиновые кольца?

Что такое уплотнительные резиновые кольца?

Уплотнительные кольца – это надежный и простой механизм, позволяющий изолировать друг от друга две среды. Особенно актуальным это техническое решение оказывается в подвижных станках, агрегатах, пневматических и гидравлических системах, цилиндрах и поршнях, всевозможных валах и других механизмах. Конструкция уплотнителя предельно проста: э то деталь в виде обруча, имеющая круглое поперечное сечение. Кольцо уплотнительное размещают в местах соприкосновения подвижных механизмов, деталей, агрегатов, обеспечивая тем самым отличную изоляцию, не препятствуя свободному ходу агрегатов. Уплотнительные кольца есть во всех механизмах, имеющих гидравлическую систему. Они уменьшают давление, препятствуют подтеканию жидкости в гидравлических системных механизмах, устраняют зазоры в смазочных и топливных, а также пневматических системах. Их устанавливают на гидравлические агрегаты, которые оснащены подвижными деталями, насосами, цилиндрами и прочими системами. Кольца могут применяться для разного рода неподвижных соединений. Для этого они располагаются в специальных углублениях, обеспечивая при этом нужный уровень герметичности изделию во время его эксплуатации.

Существует несколько принципов классификации уплотнителей. Обычно они разделяются в зависимости от материала: резиновые, силиконовые, каучуковые. Резиновые заготовки являются универсальными. Они в равной степени подходят как для канализации, так и для питьевого водоснабжения. Силиконовые кольца стоят намного дороже, что объясняется сферой их применения. В отличие от резины или каучука, силиконовые изделия рекомендуются к герметизации в системах бытовых водоснабжения, предназначенных для человека. Они никак не влияют на качество питьевой воды, ее уровень жесткости и т.д. Каучуковые образцы очень дешевы, но не подходят для обслуживания в машиностроении, так как подвержены разрушению при контакте с веществами, содержащими в себе производные от нефтепродуктов.

Также уплотнители классифицируются в зависимости от формы: на каждую сферу ориентированы свои виды изделий. Бывают кольца: круглые; квадратные; манжеты; плоские; специальные. Круглые кольца – это уплотнители для труб водоснабжения. В отличие от манжеты или плоских колец, эти образцы универсальны, их без труда монтируют на трубы любых размеров в зависимости от диаметра кольца. Под квадратными кольцами подразумевают тип сечения уплотнителя. Прямоугольная и квадратная форма применяется на фланцах, где прорезанные под уплотнитель канавки подходят форме уплотнителя. Манжета – это уплотнитель нового образца. Она являет собой литую резиновую насадку произвольной формы. Ширина манжеты иногда доходит до нескольких сантиметров, на внешней ее части формируется расширение, охватывающее грани труб.

Достоинства использования уплотнительных колец

Кольца уплотнительные из резины имеют целый ряд достоинств:

  1. У данного вида уплотнительных элементов может быть разный радиус и толщина поперечного сечения, что делает возможным их использование практически в любом агрегате. Универсальность уплотнителей позволяет широко использовать изделия, и в промышленности, и в быту.
  2. К достоинствам уплотнителя относится высокий показатель износостойкости и гибкости колец, а использование специальных смазывающих составов продлевает эксплуатационный срок элемента. Химический состав материала, из которого изготовлен уплотнитель, придает изделиям особую стойкость к высоким температурам, максимальный показатель достигает более двух сотен градусов Цельсия. И зделия инертны к агрессивным химическим средам, поэтому допускается использовать механизмы с уплотнителями в нефтяной, газовой промышленности, а так же для транспортировки различных масел.
  3. Уплотнители подходят для использования в пищевой промышленной сфере за счет невосприимчивости резины и ее химической нейтральности. Кольцо не впитывает запах и не передает его продукту.
  4. Кольца отличаются невысокой стоимостью и повсеместной распространенностью.
Читайте также:  Как устроен электромагнитный клапан для газа?

Где и зачем используют уплотнительные резиновые кольца?

Что такое уплотнительные резиновые кольца?

Уплотнительные кольца – это надежный и простой механизм, позволяющий изолировать друг от друга две среды. Особенно актуальным это техническое решение оказывается в подвижных станках, агрегатах, пневматических и гидравлических системах, цилиндрах и поршнях, всевозможных валах и других механизмах. Конструкция уплотнителя предельно проста: э то деталь в виде обруча, имеющая круглое поперечное сечение. Кольцо уплотнительное размещают в местах соприкосновения подвижных механизмов, деталей, агрегатов, обеспечивая тем самым отличную изоляцию, не препятствуя свободному ходу агрегатов. Уплотнительные кольца есть во всех механизмах, имеющих гидравлическую систему. Они уменьшают давление, препятствуют подтеканию жидкости в гидравлических системных механизмах, устраняют зазоры в смазочных и топливных, а также пневматических системах. Их устанавливают на гидравлические агрегаты, которые оснащены подвижными деталями, насосами, цилиндрами и прочими системами. Кольца могут применяться для разного рода неподвижных соединений. Для этого они располагаются в специальных углублениях, обеспечивая при этом нужный уровень герметичности изделию во время его эксплуатации.

Существует несколько принципов классификации уплотнителей. Обычно они разделяются в зависимости от материала: резиновые, силиконовые, каучуковые. Резиновые заготовки являются универсальными. Они в равной степени подходят как для канализации, так и для питьевого водоснабжения. Силиконовые кольца стоят намного дороже, что объясняется сферой их применения. В отличие от резины или каучука, силиконовые изделия рекомендуются к герметизации в системах бытовых водоснабжения, предназначенных для человека. Они никак не влияют на качество питьевой воды, ее уровень жесткости и т.д. Каучуковые образцы очень дешевы, но не подходят для обслуживания в машиностроении, так как подвержены разрушению при контакте с веществами, содержащими в себе производные от нефтепродуктов.

Также уплотнители классифицируются в зависимости от формы: на каждую сферу ориентированы свои виды изделий. Бывают кольца: круглые; квадратные; манжеты; плоские; специальные. Круглые кольца – это уплотнители для труб водоснабжения. В отличие от манжеты или плоских колец, эти образцы универсальны, их без труда монтируют на трубы любых размеров в зависимости от диаметра кольца. Под квадратными кольцами подразумевают тип сечения уплотнителя. Прямоугольная и квадратная форма применяется на фланцах, где прорезанные под уплотнитель канавки подходят форме уплотнителя. Манжета – это уплотнитель нового образца. Она являет собой литую резиновую насадку произвольной формы. Ширина манжеты иногда доходит до нескольких сантиметров, на внешней ее части формируется расширение, охватывающее грани труб.

Достоинства использования уплотнительных колец

Кольца уплотнительные из резины имеют целый ряд достоинств:

  1. У данного вида уплотнительных элементов может быть разный радиус и толщина поперечного сечения, что делает возможным их использование практически в любом агрегате. Универсальность уплотнителей позволяет широко использовать изделия, и в промышленности, и в быту.
  2. К достоинствам уплотнителя относится высокий показатель износостойкости и гибкости колец, а использование специальных смазывающих составов продлевает эксплуатационный срок элемента. Химический состав материала, из которого изготовлен уплотнитель, придает изделиям особую стойкость к высоким температурам, максимальный показатель достигает более двух сотен градусов Цельсия. И зделия инертны к агрессивным химическим средам, поэтому допускается использовать механизмы с уплотнителями в нефтяной, газовой промышленности, а так же для транспортировки различных масел.
  3. Уплотнители подходят для использования в пищевой промышленной сфере за счет невосприимчивости резины и ее химической нейтральности. Кольцо не впитывает запах и не передает его продукту.
  4. Кольца отличаются невысокой стоимостью и повсеместной распространенностью.

Где применяются и для чего нужны уплотнительные резиновые кольца

Где применяются и для чего нужны уплотнительные резиновые кольца

Кольца из резины – один из самых востребованных типов уплотнителей. Их применяют в различных отраслях промышленности, в оборудовании, машинах и механизмах. Во многих случаях резиновый кольцевой уплотнитель становится незаменимым элементом, без которого агрегат просто не может работать. Например, без уплотнительных колец не обходится ни одна гидравлическая система. При этом их размер сравнительно небольшой, а конструкция предельно простая.

Где именно применяются уплотнительные резиновые кольца?

Кольцевые уплотнители используют:

  1. В подвижных механизмах – гидравлических и пневматических системах, в поршнях, цилиндрах, валах, станках, насосах. Устанавливают уплотнение в месте соприкосновения подвижных элементов конструкции. Здесь кольцо не мешает их свободному перемещению и одновременно разграничивает среды.
  2. В неподвижных соединениях, например, трубопроводной арматуры и труб (в газопроводах, водопроводах, канализационных, технологических системах). В них кольца обеспечивают максимальную герметичность.

Для чего нужны кольцевые уплотнители?

Они выполняют сразу несколько важных функций:

  • Надежная изоляция внутренней среды от наружной (или любых других двух сред друг от друга), повышение герметичности системы.
  • Снижение давления на подвижные элементы.
  • Устранение зазоров и предупреждение подтекания жидкости (в гидравлической, смазочной, топливной системе).
  • Защита соединения и внутренней среды от попадания влаги и пыли.
  • Гашение шума и вибраций при эксплуатации механизма или системы.

Материал колец и их назначение

Кольцевые уплотнители изготавливают из разных материалов:

Наиболее распространены именно резиновые уплотнения, которые сочетают доступную цену и универсальность. Они используются практически во всех сферах – от химической промышленности и канализации до питьевых водопроводов. Уплотнители на основе натурального каучука очень чувствительны к нефтепродуктам, их производным или другим химически агрессивным веществам, поэтому применяются уже все реже.

Силиконовые изделия дороже резиновых, хотя они несколько предпочтительнее в «чистых» системах (питьевые водопроводы, технологические линии пищевой промышленности). Они совершенно не влияют на состав среды, ее запах, жесткость, вкусовые качества, не боятся химически агрессивных сред, высоких температур.

Полиуретановые уплотнения более устойчивы к износу (превосходят резину в 2–3 раза). Поэтому их часто применяют вместо резиновых изделий.

Область применения кольцевых уплотнений из резины зависит от марки резиновой смеси. Изделия на основе разных каучуков используются при разных температурах и давлениях. Они также по-разному реагируют на химический состав рабочих сред. Например, для работы с нефтепродуктами подходят маслобензостойкие уплотнители, а для эксплуатации при высоких температурах – термостойкие на основе фторкаучука.

Кольца МБС работают в дизельном топливе, мазуте, бензине, смазках, минеральных и синтетических маслах, газах, спиртах, кислотах. Они эластичны и долговечны. Термостойкие кольца также отличаются высокой химической инертностью, но при этом могут быть использованы в узлах с высокой температурой. Они не боятся ультрафиолетового излучения, проявляют диэлектрические свойства.

Где используются резиновые кольца разного сечения

Существуют такие варианты поперечного сечения кольцевых уплотнителей:

  • круглое (овальное) – O-ring;
  • прямоугольное – R-ring;
  • Х-образное – Х-ring или Q-ring.

Элементы круглого сечения делятся на две группы:

  1. Только для подвижных соединений.
  2. Для подвижных и неподвижных соединений.

И те, и другие в отечественном производстве маркируются тремя числами: например, 8×12×2 (диаметр соответственно штока, цилиндра и сечение самого кольца, умноженное на 10). У импортных изделий маркировка состоит из двух чисел: 1,5×1,5 (диаметр штока и сечение кольца)

Изделия прямоугольного (в том числе квадратного) сечения, как правило, устанавливают в неподвижные соединения. Но их можно использовать в подвижных механизмах, элементы которых двигаются не быстрее 0,5 м/с. При большей скорости движения возникает слишком высокое трение – прямоугольные кромки уплотнителя быстро изнашиваются. Такие уплотнения тоже маркируются тремя числами (диаметр штока, цилиндра, высота кольца). Чаще всего их монтируют во фланцевые соединения трубопроводов для герметизации.

Кольца Х-образного сечения отлично противостоят скручиванию, поэтому используются в подвижных соединениях. Но пока они распространены меньше, чем уплотнители с круглым сечением.

Размеры колец круглого сечения

Кольцевые уплотнения из специальной резины – это изделия, позволяющие обеспечить герметичность при работе подвижных и неподвижных деталей в гидравлических системах, пневматических установках и другом аналогичном оборудовании. С их помощью обеспечивается торцевое и радиальное уплотнение сопряженно работающих элементов. Все основные размеры колец круглого сечения, а также допуски, параметры посадочных канавок на валах, штоках и т.п., установлены ГОСТ 9833-73 (для отечественных, российских образцов), и DIN 3771 (для колец International O-ring standard).

Выбор по размеру

Перед покупкой тех или иных колец круглого сечения важно знать их размеры и подбирать продукцию таким образом, чтобы она соответствовала основным параметрам и характеристикам самих узлов и агрегатов. В противном случае, качественного результата обеспечить не удастся.

Для РТИ отечественного выпуска (колец FPM по ГОСТ 9833 73) замеряют:

  • внешний диаметр кольца (диаметр цилиндра)
  • внутренний ø (D штока)
  • сечение кольца.

Для импортных колец круглого сечения, на которые распространяется международный стандарт качества DIN 3771 определяют только внутренний диаметр кольца и сечение.

При выборе того или иного образца следует обратить внимание на следующую отличительную особенность: так, кольца, изготовленные по Российскому и международному стандартам, маркировка которых начинается на одну и ту же цифру, не совпадут по внутреннему диаметру. В соответствии с требованиями ГОСТ замеряется диаметр штока, а по DIN – внутренний диаметр кольца. Статья о диаметре уплотнительного кольца.

Читайте также:  Виды и отличия редукционных клапанов давления

Условные обозначения

Для удобства и максимальной точности выбора, подходящего по параметрам уплотнительного кольца, предусмотрены специальные опознавательные числовые надписи.

Для ГОСТа они состоят из трех групп чисел, разделенных между собой дефисом. Первая группа указывает на диаметр штока устройства, куда будет установлено кольцо, вторая – диаметр цилиндра, третья – это сечение уплотнительного кольца, умноженный на 10

Вот эти три параметра являются основными, и именно они позволяют правильно подобрать подходящий образец. Его можно будет эффективно использовать непосредственно в качестве уплотнителя валов, штоков и т.п.

Если подбирается импортное уплотнительное кольцо, то здесь учитывают лишь два параметра: внутренний диаметр кольца и его толщину (сечение).

Еще при выборе колец круглого сечения соответствующих параметров и размеров, следует обратить внимание на класс точности (1 или 2) изготовления изделия, а также группу (1,2,3 и 4), к которой относится использованная в качестве сырья резина.

Тонкости измерительного процесса

Чтобы точно определить размер кольца и убедиться в том, что оно подойдет для ремонта, необходимо произвести измерение РТИ. На данный момент есть три способа:

    Наименее точный, но наиболее доступный способ -при помощи штангенциркуля. Кольцо необходимо уложить на ровную поверхность, а лапки измерительного инструмента установить точно в противоположных частях изделия. Для точности рекомендуется несколько раз произвести замеры, меняя положение инструмента. Этим же инструментом замеряют размеры внутренних канавок поршня. Далее подбор подходящего образца осуществляется путем сравнения полученных результатов.

Особенности установки резиновых колец

Главная задача, которую необходимо выполнить в процессе монтажа – обеспечить целостность резинового кольца. Малейшее механическое повреждение может привести к быстрому выходу из строя уплотнителя и потере герметичности соединения. Перед монтажом необходимо очистить поверхность канавки от любых типов загрязнителей. При установке РТИ через резьбовое соединение, необходимо использовать специальную защитную оправку. Аккуратность, постепенность и последовательность – вот основные правила, соблюдайте их и установленные уплотнительные кольца будут служить долго и надежно!

Если Вы еще не решили, каким уплотнением воспользоваться, то у нас на сайте присутствует статья о преимуществах уплотнения кольцами круглого сечения.

Где и зачем используют уплотнительные резиновые кольца?

Покорение космических просторов и глубин океана, авиаперевозки и трубопроводы были бы невозможны без уплотнителей, сохраняющих герметичность конструкций. Наши непроницаемые герои несут службу тихо и незаметно, делая жизнь комфортнее.

Эта статья была опубликована в журнале OYLA №12(40). Оформить подписку на печатную и онлайн-версию можно здесь.

Уплотнители стали одним из столпов научно-технического прогресса конца XIX века и ответом на повышение требований к плотности соединений. В первых паровых машинах простейшие уплотнители из картона и бумаги предотвращали утечку рабочего пара. Если бы не они, потери пара в рабочем теле машины привели бы к снижению коэффициента полезного действия и увеличению расхода топлива. В вакуумных узлах, наоборот, атмосферный воздух просачивался бы внутрь агрегатов и снижал их эффективность.

Уплотнение автомобильного двигателя внутреннего сгорания

И всё же в двигателях отсутствие уплотнений чревато лишь энергетическими потерями, а, например, в подводных аппаратах может стать причиной гибели экипажа. На глубине в десятки метров вода просачивается в щели с такой скоростью, что никакой насос не поможет. Когда человек поднялся в воздух на несколько километров, возникла необходимость в уплотнителях для кислородных масок экипажа. А уж когда дело дошло до пассажирских лайнеров, понадобились специальные уплотнители для герметизации всего фюзеляжа.

Из чего же изготавливают столь важные для техники детали? Долгое время фланцевые соединения, используемые практически во всех отраслях промышленности, уплотнялись традиционно — латунью, алюминием, картоном и массой других материалов. Такие уплотнители были доступны и позволяли выдерживать нагрузки средней интенсивности, но не могли обеспечить полную герметичность.

Резиновый уплотнитель на двери американской субмарины 1960‑х годов

Резиновые, пробковые и даже кожаные уплотнительные кольца в местах стыковки трубопроводов (к примеру, масляных) не могут полностью предотвратить утечки по причине природной пористости. Это хорошо видно по обильным потёкам на фланцевых и резьбовых соединениях. Добавляет проблем и химическая природа текущих по трубам жидкостей: в иных случаях резиновая прокладка может просто раствориться за пару часов и стать причиной прорыва трубопровода.

Тефлоновое уплотнение соединений труб из поливинилхлорида

Решением проблемы стали композиционные материалы. Один из них, ­паронит, — слоистый уплотнитель, который изго­тавливается из каучука (связующее вещество), волокнистого минерала асбеста (обеспечивает эластичность и стойкость к щелочам, кислотам и высоким температурам), а также различных наполнителей. Последние подбираются с учётом функций, которые должен выполнять паронит. К примеру, жжёная магнезия MgO усиливает термостойкость, а частички белой каолиновой глины добавляют прочности и маслостойкости.

Паронитовая прокладка для глушителя автомобиля

Паронитовые уплотнители получают путём спекания исходной смеси с ­последующим прессованием. Сейчас такие уплотнители применяются в сантехнике и автомобильных деталях: прокладка головки блока цилиндров обычно паронитовая со стальным армированием. Такой композит отлично работает даже в соединениях трубопроводов с очень высоким давлением агрессивных жидкостей и газов. И кстати, затягивать такие соединения ключом гораздо проще, чем медные и алюминиевые уплотнители.

Белая каолиновая глина

Но вот разбирать их сложно, так как частички паронита намертво въедаются в сталь. Кроме того, фланцевые соединения бывают нестандартных размеров, что создаёт проблемы при подборке деталей. Выгодно отличаются от паронита уплотнители из фторопластов. Появились они ещё в первой половине XX века и широко использовались в разъёмных стыковочных узлах техники из-за низкой адгезии. Изношенную фторопластовую прокладку можно было просто выкинуть и поставить новую, в то время как паронитовые уплотнители требовали зачистки стыковочных поверхностей. Фторопласты — это органические полимеры, в которых атомы водорода полностью или частично замещены фтором. Это придаёт им ряд замечательных свойств: эластичность, гибкость, тепло- и морозостойкость, а также обеспечивает низкую адгезию, что и предопределило их использование в качестве уплотнителей.

Фланцевое соединение

Обычно под фланцем подразумевают плоскую конструкцию на концах трубы с отверстиями для шпилек и болтов. Соединяя два фланца, можно получить прочное крепление двух труб, которое, однако, требует дополнительного уплотнения. С помощью фланцевых креплений можно также возводить строительные конструкции из стальных ферм и балок.

Самый знаменитый фторопласт

Американский химик Рой Планкетт в 27 лет открыл пожалуй, самый известный на сегодня фторопласт, получивший название тефлон. Случилось это в 1938 году в ходе эксперимента по синтезу нового хладагента из ­тетрафторэтилена. Опыт оказался ­«неудачным»: получить охладитель не удалось, но оставшийся в реакторе белый порошок, похожий на парафин, заинтересовал химика.

Свойства нового вещества просто не укладывались в голове: оно не реагировало на серную и азотную кислоты, бензин, плесень и грибки, не разлагалось на солнце и не набухало в воде.

Права на уникальный материал получила компания DuPont, но долгое время не могла найти ему применение. И только старт Манхэттенского проекта (американской программы по созданию атомного оружия) дал тефлону зелёный свет. Его использовали в самых агрессивных средах производства урана, где даже металлы не выдерживали и окислялись. К тому же самое нелипкое на тот момент вещество стало отличным уплотнителем разъёмных соединений. Сейчас мы знаем тефлон прежде всего как антипригарное покрытие посуды, что опять же обусловлено его низкой адгезией к продуктам питания.

Тефлоновый уплотнитель

А если уплотнитель должен герметизировать соединение, которое вообще не планируется разбирать? В таких случаях от уплотнителя требуется максимальная прочность и адгезия. Обычно это пластичные или даже жидкие вещества, способные через некоторое время затвердевать, намертво герметизируя стыковочные поверхности. По механизму отверждения выделяют высыхающие, невысыхающие, вулканизирующиеся и полимеризующиеся герметики.

Одним из самых распространённых высыхающих герметиков являются ­ термоэластопласты, растворённые в органических соединениях: толуоле, бензине и других. Эти жидкие вещества спустя некоторое время после нанесения на стыки становятся высоковязкими (за счёт испарения растворителя) и надёжно герметизируют узел.

Невысыхающие герметики обычно похожи по консистенции на пластилин и в ходе использования не меняют своё состояние. Самым простым и известным невысыхающим герметиком является оконная замазка для заделывания щелей. В основе таких уплотнителей лежат каучуки, нефтяные масла, асфальты и битумы, смешанные в различных пропорциях в зависимости от назначения.

Самые современные вулканизирующиеся уплотнители — это жидкие тиоколовые герметики на основе полисульфидного каучука. Они установлены на современных окнах-стеклопакетах: вакуум между стёклами удерживается благодаря герметизации по периметру именно тиоколовым уплотнением. Переход из жидкого состояния в высоковязкое или твёрдое достигается за счёт вулканизации, то есть сшивания молекул каучука сульфидными мостиками (аналогичным образом латают проколотые автомобильные шины). Вулканизирующий агент — это чёрный порошок диоксида марганца MnO2. Именно этим объясняется насыщенный чёрный цвет окантовки стеклопакетов.

На базе опять-таки каучуков, только теперь кремнийорганических, построены полимеризующиеся герметики. Как и фторопласты, кремнийорганические соединения по природе являются гибридами метильных, этильных и фенильных групп с частицами SiO. Их также называют силиконовыми герметиками. Процесс полимеризации проходит в присутствии влаги (из воздуха) с выделением уксусной кислоты — отсюда резкий запах. Впрочем, он не пугает потребителей — полимеризующиеся уплотнители стали безусловными лидерами продаж, заняв почти треть ­мирового рынка.

Нанесение резинового уплотнения на ветровое стекло

Резиновое уплотнение в пластиковом окне

Будущее уплотнителей и герметиков обещает быть насыщенным: с каждым годом ассортимент всё увеличивается, ­материалы становятся доступнее и ­со­вершеннее. Возможно, появятся прин­ци­пиально новые типы уплотнителей, которые, к примеру, будут избирательно пропускать вещества и иметь неограниченный срок службы. Или наконец-то разработают идеальный уплотнитель, стойкий к любым температурам и химическим воздействиям.

Добавить комментарий
×
×