i Извлечение из раздела Гидравлические компоненты Технические основы
2.3 Влияние геометрических параметров
2.3.1 Ход
Длина хода рабочего цилиндра находится преимущественно в пределах между 0,1 м и 1,0 м. При очень малых перемещениях (до нескольких сантиметров) и высокой частоте не происходит образования необходимой смазывающей пленки, поэтому у уплотнений, изготовленных из резиновых материалов, может иметь место повышенный износ.
В данном случае преимущественно применяются уплотняющие элементы из PTFE.
При больших перемещениях, до нескольких метров, существует опасность сильного нагревания уплотняющего элемента. Отклонение штока от формы, различная шероховатость поверхности и эксцентриситет сильнее проявляются при большой длине хода.
2.3.2 Монтажное пространство
Для определения монтажных пространств и размеров уплотнений служат следующие критерии:
• применение и вид нагрузки цилиндра;
• стандартное или специальное уплотнение;
• стандартные монтажные пространства.
Чем выше нагрузка на уплотнение, тем мощнее должен быть профиль. При одинаковом диаметре уплотнения с меньшей радиальной толщиной больше подвержены повреждениям и износу. При одинаковом, в процентном отношении, радиальном натяге абсолютный натяг (в миллиметрах) уплотнения с меньшей радиальной толщиной меньше, чем у уплотнения с большей радиальной толщиной.
Итак, уплотнение с мощным профилем в большей степени может перекрывать большие эксцентриситеты вследствие зазора направляющей.
В каталоге приводятся размеры уплотнений, которые поставляются со склада сразу или в короткий промежуток времени, по требованию, и которые с давних пор успешно применяются для уплотнения поршней и поршневых штоков.
Размеры, совпадающие со стандартными, отмечены.
В DIN ISO 5597 установлены монтажные пространства для уплотнений штоков и поршней.
В DIN ISO 6547 приводятся монтажные пространства для поршневых уплотнений с интегрированными направляющими элементами.
Для монтажных пространств грязесъемников действует DIN ISO 6195.
В стандарте ISO 7425 определены компактные уплотнения, состоящие из PTFE вращающегося кольца и упругого нажимного кольца.
2.3.3 Ширина зазоров и посадки
Пределы зазоров и посадок, прежде всего для задней стороны уплотнения, определяются рабочим давлением, типом и материалом уплотнения. Размер допустимой ширины зазора существенно зависит от материала уплотнения (→Рис. 4.16).
Допустимая ширина зазора указывается при описании отдельных элементов уплотнения. При расчете ширины зазора должны учитываться заданный зазор направляющей (допуски посадки), упругая отдача направляющей и упругая деформация цилиндрической трубы под давлением. В противном случае, при односторонней установке штока или поршня, допустимая ширина зазора может быть превышена.
Если допустимая ширина зазора будет превышена, то на стороне уплотнения, не подверженной давлению, возникнет экструзивный износ, который через короткое время разрушит уплотнение (→Рис. 4.17 e →Рис. 4.18).
 |
 |
Примечания к определению допусков
(→Табл. 4.4 и →Табл. 4.5)
Допустимый размер зазора x2max на не подверженной давлению стороне уплотняющего элемента указан в описании конструкций наших уплотняющих элементов.
Чтобы избежать металлического контакта между поршнем и цилиндром или штоком и головкой штока, необходим минимальный зазор x3min между направляющей и штоком или поршнем.
Указанные в нижеприведенной таблице значения действуют при максимально допустимом удельном контактном давлении поверхности применяемого направляющего элемента.
Если максимально допустимое удельное контактное давление применяемого направляющего элемента используется не полностью, то вследствие меньшей упругой деформации направляющего элемента возможны меньшие размеры x3min. Мы рекомендуем, однако, принимать в расчет указанные данные, т.к. на практике возникающие радиальные нагрузки значительно меняются, а зазор направляющей увеличивается вследствие износа.
i Для определения предельных значений может быть предоставлена программа расчетов. Пожалуйста, запрашивайте.
| Направляющая лента |
x3min | Температура | D/d | Допуск (S) |
| KB, SB | 0,10 мм | –30 °C до +120 °C | –0,02 / –0,08 | |
| KBK, SBK | 0,10 мм | –30 °C до +120 °C | 0 / –0,05 | |
| FRA | 0,15 мм | –30 °C до +100 °C | ≤ 120 | 0 / –0,10 |
| FRA | 0,15 мм | –30 °C до +100 °C | >120 | 0 / –0,15 |
| FRI | 0,15 мм | –30 °C до +100 °C | 0 / –0,10 |
2.3.4 Шероховатость поверхности
Работа и срок службы уплотнения сильно зависят от конечной обработки уплотняемых поверхностей скольжения.
Незначительная шероховатость поверхности при максимальной опорной длине профиля обеспечивает оптимальный срок службы.
В →Табл. 4.4 приводится обзор допустимых шероховатостей поверхности и применяющихся способов обработки.
| Цилиндрические трубы |
|
| Материал: | St 52 или лучше |
| Допуски: | H 8–H 11, в зависимости от уплотнения (→ отдельное описание) |
| Глубина шероховатости: |
R max ≤ 2,5 мкм Ra ≤ 0,05–0,3 мкм Mr 50–90% на глубине микропрофиля c=0,5xRz, исходя из относительной линии Cref=0%. |
| Способы обработки: |
Хонингование и обкатка (накатное полирование). При последней технологической операции должно иметь место не снятие материала, а пластическое деформирование давлением. Риски, желобки, концентрически расходящиеся или спиральные риски от обработки недопустимы. |
| Штоки | |
| Материал: | CK 45 или лучше |
| Допуски: | определяется случаем применения и элементом уплотнения (→ отдельное описание) |
| Глубина шероховатости: |
R max ≤ 2,5 мкм Ra ≤ 0,05–0,3 мкм Mr 50–90% на глубине микропрофиля c=0,5xRz, исходя из относительной линии Cref=0%. |
| Способы обработки: |
Отшлифовано без поверхностной микроструктуры или накатное полирование (обкатка). Защита от коррозии: твердое хромирование с толщиной слоя 30–50 мкм. Упрочнение: Закалка (55–60 HRC) и твердое хромирование. После твердого хромирования окончательно обработать до требуемой чистоты поверхности (финиширование, полирование и т.п.). Возникающие при этом царапины, задиры, концентрически расходящиеся или спиральные риски недопустимы. |
| Монтажное пространство |
|
| Материал: | сталь, стальное литье (без усад. раковин) |
| Допуски: | могут быть взяты из соотствующих чертежей монтажных пространств |
| Глубина шероховатости: |
основание канавки: Rmax ≤ 6,3 мкм Ra ≤ 1,6 мкм Mr 50–90% на глубине микропрофиля c=0,5xRz, исходя из относительной линии Cref=0%. Боковины канавки: Rmax ≤ 15,0 мкм Некоторые конструкци допускают шероховатое основание канавки; (например KI 310, KI 320: Rmax ≤ 10 мкм, Ra = 2,0 мкм, → отдельное описание) |
|
Способы Примечание: |
Обточка и шлифование. Фосфатированные и нитрированные поверхности (покрытие, химическое никелирование) без окончательной механической обработки непригодны в качестве контртела для уплотнения. |
|
Табл. 4.4 Шероховатость поверхности и способы обработки |
|
i Полный текст раздела Гидравлические компоненты Технические основы