Ущільнення поршнів і штоків гідроциліндрів
Зміст
Загальна інформація
Переміщення поршня і штока гідроциліндра здійснюється за рахунок надходження робочої рідини в одну з порожнин. А зусилля, створене циліндром, визначається тиском і площею поршня. Для створення високого тиску в порожнині гідравлічного циліндра необхідно забезпечити його герметичність, тобто надійно ущільнити поршень і шток.
- - Ущільнення між гільзою і поршнем циліндра називають поршневими.
Між штоком і передньою кришкою також необхідно забезпечити герметичне з'єднання, при цьому зберігши можливість лінійного переміщення.
- - Ущільнення між штоком і передньою кришкою гідравлічного циліндра називають штоковим.
Брудознімач (рис.1) не допускає потрапляння забруднюючих частинок в порожнину гідравлічного циліндра.
Поршневі кільця
Поршневе́ кільце́ — металевий круглий пружний елемент з відносно високим рівнем деформації. Монтується у відповідній і кільцевій канавці на зовнішній боковій поверхні поршня. Поршневе кільце, рухаючись зворотно-поступально та (чи) обертово, забезпечує ущільнення під час перепаду тиску газу або рідини по поверхнях: робоча поверхня кільця — поверхня циліндра, торцева поверхня кільця-поверхня канавки. (ДСТУ 2883-94 (ISO 6621-1:1986, NEQ))
Конструктивні особливості
Кількість і розташування кілець залежить від типу і призначення двигуна. Найпоширеніша схема — два компресійних і одне маслознімне (оливознімне) кільце.
Замок
Замок — стик кінців кільця, зазор у якому при монтажі кільця у циліндр зменшується до декількох сотих частин міліметра. Замок буває прямим, скошеним, ступінчастим або складнішої конструкції.
Кільця у канавках розвертають таким чином, щоб кут між замками був однаковим, якщо кільця три — тоді розвертають на 120°, якщо два — то на 180°. Таким чином отримується лабіринт, що мінімізує проривання газів.
Компресійні кільця
Компресійне кільце — поршневе кільце, основною функцією якого є герметизація (запобігання перетіканню газів вздовж поршня) та забезпечення необхідної компресії.
Більше трьох компресійних кілець на поршень зазвичай не встановлюють, так як ступінь защільнення поршня не значно зростає при цьому, а втрати на тертя зростають помітно.
Перше компресійне кільце працює в найважчих умовах. Тому на поршнях дизельних і ряду форсованих бензинових двигунів в канавці кільця встановлюється сталева вставка, що підвищує міцність і дозволяє реалізувати максимальний ступінь стиснення.
Маслознімні (оливознімні) кільця
Маслознімне (оливознімне) кільце — поршневе кільце, що призначене для розподілу та зняття зайвої оливи з поверхні циліндра, має один і більше шкребків, знижену висоту робочої поверхні, а також дренажні прорізи для повернення масла від шкребків у закільцевий простір і далі[1]. Кільце сконструйоване таким чином, щоб воно залишало масляну плівку товщиною декілька мікронів на поверхні стінок циліндра, по мірі опускання поршня. Олива, яка знімається зі стінок через радіальні отвори у канавках циліндра скидається у картер двигуна. Маслознімні кільця випускаються або чавунні литі з прорізом (показано на нижній фотографії зліва) або сталеві збірні з пружинами-розширниками. Іноді на поршень встановлюється пара маслознімних кілець (литих або збірних).
Манжети
Найбільш поширений і досконалий тип поршневих ущільнень. Манжети забезпечують високу герметичність і надійність. Вони можуть бути виготовлені з гуми, поліуретану та інших полімерів. Встановлюються манжети в спеціальні канавки. Для надійної центрування поршня в гільзі спільно з манжетами використовуються розрізні напрямні кільця.
У гідроприводах
Умови роботи манжетних защільників гідроциліндрів наступні:
- тиск (перепад тисків) p < 50 МПа, а для деяких конструкцій до 100 МПа;
- швидкість ковзання V < 0,5 м/с;
- температурний діапазон роботи t = −60°C…+200 °C.
Для защільнення використовують манжети наступних видів:
- нормальні за ГОСТ 6969-54[4] та ГОСТ 14896-84[5]
- шевронні за ГОСТ 22704-77[6]
У пневмоприводах
Умови роботи манжетних защільників у пнемоциліндрах:
- тиск (перепад тисків) p < 0,005…1 МПа
- швидкість ковзання при зворотно-поступальному русі до 1 м/с
- температура експлуатації t = — 65 °C до +150 °C .
У пневмоприводах використовують манжети за ГОСТ 6678-72
Державні стандарти
- ДСТУ ГОСТ 621:2010 Кольца поршневые двигателей внутреннего сгорания. Общие технические условия. (ГОСТ 621-87, IDT)
- ДСТУ ISO 6621-3-98 Двигуни внутрішнього згоряння. Кільця поршневі. Частина 3. Технічні вимоги до матеріалів. (ГОСТ ИСО 6621-3-98, IDT)
- ДСТУ ISO 6623-98 Двигуни внутрішнього згоряння. Кільця поршневі. Кільця поршневі з зовнішньою виточкою. (ГОСТ ИСО 6623-98, IDT)
- ГОСТ 6678-72 Манжеты резиновые уплотнительные для пневматических устройств. Технические условия.
- ГОСТ 6678-72 Манжеты уплотнительные резиновые для пневматических устройств.
- ГОСТ 24811-81 Грязесъемники резиновые для штоков.
