ИННОВАЦИИ БИЗНЕСУ

Результат выполнения научно-исследовательской работы.

В связи с тенденцией повышения рабочего давления в гидросистемах различных машин - строительных, дорожных, грузоподъемных, сельскохозяйственных, тракторах и других - возникла проблема повышения работоспособности и технического ресурса уплотнений. Большинство сельхозмашин работает на давлениях до 16 МПа, и даже при таком давлении примерно 44% отказов гидроприводов приходится на уплотнительные устройства. Современные машины уже рассчитаны на рабочее давление 40 МПа. Это означает: при испытании в заводских условиях гидроагрегаты должны выдерживать давление не менее 60 МПа. Ныне применяемые в качестве уплотнений резиновые кольца разработаны на давление до 10 МПа, а при 16 МПа их ресурс резко снижается. При давлениях 40 МПа и более в гидроприводах возвратно-поступательного действия находят применение одиночные манжеты, но и они имеют недостаточные надежность и долговечность. При повышенном давлении наиболее рациональными следует считать пакетные манжетные уплотнения. Однако при их применении возрастает сила трения и энергоемкость, а также габаритные размеры уплотнительного узла, при этом распределение нагрузок между манжетами (а, следовательно, и износ) происходит неравномерно и нерационально.

Разработано несколько вариантов оригинальных уплотнительных узлов, включающих пакет стандартных или специальных манжет. Главной особенностью уплотнений является наличие дополнительных устройств для подачи рабочей жидкости между манжетами. В одном из вариантов (рис. 1) предусмотрены, как обычно, опорное 1 и нажимное 3 кольца, несколько стандартных v-образных резинотканевых манжет 2. Между манжетами помещено дополнительное специальное кольцо 4 с кольцевой выемкой на периферийной части и с радиально наклонными отверстиями, сообщающимися с каналом 5 подачи жидкости в штоке (плунжере) и с указанной кольцевой выемкой. При такой схеме уплотнительного узла в полость между манжетами поступает (и практически не расходуется) рабочая жидкость с «промежуточным давлением». Вследствие этого манжеты разгружаются, дополнительно смазываются, при этом снижается сила трения, более равномерно распределяются давления и нагрузки между манжетами, достигается повышение долговечности и снижение энергоемкости уплотнительного узла. Экспериментально установлено, что величина «промежуточного давления» должна составлять примерно 50% рабочего давления.

В другом варианте (рис. 2) уплотнительный узел содержит только стандартные резиновые манжеты 7 усиленного сечения с уплотняющими язычками. В средней манжете выполнено несколько радиальных отверстий 8, соединяющих кольцевые полости под манжетами и над ними. Для подачи давления в полости между манжетами предусмотрена следующая система. Жидкость по трубке 12 забирается из кольцевой рабочей «щели» 13 (давление рабочее Р _раб.) и поступает в накопитель 10, который трубкой 11 соединен с полостью манжет. С этой же полостью сообщается и специальное устройство 14, которое снижает давление до «промежуточного» (Р _пр. »0,5Р _раб.). В итоге достигается, в основном, аналогичный результат в части распределения давления между манжетами, снижения силы трения и повышения долговечности узла, причем эти показатели тем выше, чем больше рабочее давление. Играет роль и скорость движения штока 9.

Рис. 2