Санкт-Петербург
Воротниковые манжеты (ГОСТ 6969-54 / ГОСТ 14896-74)
Воротниковая манжета резиновая используется в качестве уплотнителя, практически во всех ответственных подвижных механизмах. Манжета герметизирует зазор между цилиндром и валом / поршнем. Наибольший эффект герметизации может быть достигнут при линейной скорости перемещения подвижного механизма не более 0,5 м/с, максимальном давлении 63 МПа и температуре эксплуатации -30... 100 оС. Воротниковые манжеты резиновые по ГОСТ 6969-54 могут эксплуатироваться в масляной и водной среде, в щелочной и соленой среде, при непродолжительном воздействии бензина и слабых кислот. Стойкость к воздействию агрессивной среды зависит от основы резиновой смеси из которой изготовлена резиновая манжета.
Техническая задача связанная с уменьшением потерь давления внутри механизма при возвратно-поступательном движении, создало предпосылки проектирования и изготовления манжет V-образного профиля. При установки в отверстие манжета подвергается сложной деформации:
- в статическом состоянии механизма, на внешнем и внутреннем диаметрах манжета работает на растяжение и сжатие,
- при работе механизма воротниковая манжета по ГОСТ 6969-54 возникает сложная деформация, на внешнем и внутреннем диаметрах манжет возникают напряжения, направленные навстречу друг другу.
В напряженном деформированном состоянии, вдоль внутреннего контура V-образного профиля рабочей части манжеты возникают нормальные напряжения сжатия. Максимальное напряжение возникает во впадине резинового профиля. Вдоль рабочей поверхности резиновой манжеты, по которой идет соприкосновение с валом или поршнем действует растягивающее напряжение.
Можно заключить, что на воротниковую манжету V-образного профиля действуют сложные контактные напряжения. Методики расчета данных напряжений затруднены множеством факторов, которые необходимо учитывать. Поэтому выбирая посадочные размеры манжет следует руководствоваться практическим опытом.
Эта пара напряжений возникающих в манжете во время работы имеет сложную форму, зависит не только от действующего давления и величины натяга, но и от геометрии рабочей части манжеты. Чем больше натяг манжеты на вал и запрессовка манжеты в отверстие, тем больше абсолютное значение контактных напряжений.
В сравнении с кольцами круглого сечения, воротниковая манжета V-образного профиля по ГОСТ 14896-74, характеризуется меньшими потерями на трении.
Поиск оптимальных соотношений размеров профиля манжеты основывается на реализации двух требований: уменьшения напряжений и увеличение герметичности. Данная задача решается эмпирическим путем. Решение этих задач привело к созданию большой номенклатуры воротниковых манжет V-образного профиля с различным соотношением высоты манжет, соотношения внешнего и внутреннего диаметра.
На предприятии «ДомРезин» Вы можете купить резиновые манжеты трех типов:
- с увеличенной опорной частью,
- с уменьшенной опорной частью,
- с увеличенной толщиной стенкой,
- компилированные манжеты.
Соединение особенностей резиновых манжет всех трех типов, наиболее явно выражены в манжетах изготовленных по ГОСТ 6969-54, имеющий увеличенный натяг и минимизированный габарит профиля. Однако данный тип манжет способен герметизировать одностороннее давление, действующее со стороны рабочей поверхности. Это является основным недостатком манжет данного типа, по сравнению с кольцами различного сечения.
При достаточно мощном приводе подвижного элемента применяют несколько резиновых манжет воротникового профиля, по ГОСТ 14896-74, установленных навстречу друг другу. Это приводит к значительному увеличению потерь на трении, однако конструкция выполняет задачу уплотнения зазора между движущимися поверхностями.
Создание абсолютно герметичного соединения между абсолютно упругими поверхностями - невозможно. При движении, контакт между сопрягаемыми поверхностями разрушается. Чем сильнее взаимодействие поверхностей, тем труднее его разорвать, а значит тем выше потери на трение.
В результате напряженного состояния резиновой манжеты воротникового профиля изготовленной по ГОСТ 14896-74, ее каждая точка находится в постоянном движении. При прямом и обратном движении штока и релаксации резины, каждая точка манжеты находится обладает различной скоростью.
По этим причинам происходит износ манжет. Поэтому V-образные манжеты стоит использовать только один раз. После демонтажа механизма, следует заменить V-образную манжету, по причине ее неравномерного износа.