Актуальные проблемы в машиностроении №2 2015

Актуальные проблемы в машиностроении. 2015. №2

Технологическое оборудование,

оснастка и инструменты

____________________________________________________________________

277

жестких металлических пружин или усилием прижатия крышки входного (выходного) па-

трубка. Такие конструкции уплотнительных элементов имеют следующие недостатки: слож-

ная конструкция при наличии дополнительных отдельных упругих элементов, увеличиваю-

щих размер (длину) посадочных седел; низкая долговечность и надежность фторопластового

кольцевого уплотнения из-за хладотекучести фторопласта-4, высокого коэффициента терми-

ческого расширения и низкой износостойкости. Особенно это проявляется при больших раз-

мерах шаровых задвижек во время работы на трубопроводных системах с большим перепа-

дом температур (горячая вода, перегретый пар, сжиженные газы и т.п.) и при транспортиров-

ке загрязненных сред.

Цель работы – повышение надежности и долговечности уплотнения шарового пово-

ротного органа путем применения конструкционного уплотнительного элемента, включаю-

щего металлофторопластовый рабочий сегмент.

Результаты и их обсуждение

Технический результат увеличения ресурса шаровых соединений автомобильной тех-

ники достигается следующим образом.

В качестве рабочего элемента, уплотняющего зазор между запорным органом и

уплотнением, используются сегмент из ЛМФМ с пористым бронзовым слоем заданной

структуры [4-7] из листов которого по размеру шарового подвижного элемента вырезается

заготовка в виде узкой полосы. Полоса сворачивается в кольцо и штампуется на специальной

пресс-форме для получения вкладыша полусферической формы (рисунок 1). При необходи-

мости деталь обрабатывается на наждаке для удаления заусенцев и притирается рабочий

слой.

Данный способ применим для

восстановления разборных шаровых

опор, у которых можно снять заднюю

крышку. При разборе шаровой опоры

полимерный вкладыш извлекается и

заменяется полусферическими сегмен-

тами из ЛМФМ.

Разработанные ЛМФМ [4-7]

отличаются от промышленных боль-

шим объемом, занимаемым фторопла-

стовой композицией. Объем свободно-

го пространства пористого бронзового слоя может достигать от 60-90 %. В отличии от дру-

гих полимеров политетрафторэтилен обеспечивает не только самосмазывание узла, но и за

счет своей природы может самовосстанавливаться при попадании в камеру шарового соеди-

нения пыли или грязи при несвоевременной замене вышедшего из строя пыльника. Восста-

новление происходит за счет поглощения абразивной частицы объемом полимера и ее разво-

рота к трущейся поверхности плоскостью, а не ребром, как это происходит при применении

более твердых полимеров. Данное обстоятельство также способствует увеличению работо-

способности металлофторопластовых вкладышей.

Натурные испытания восстановленных шаровых опор показали многократное пре-

имущество по ресурсу как на подвеске легковых автомобилей, так и на большегрузной тех-

нике. Межремонтный пробег восстановленных шаровых опор на подвесках автомашин

“Toyota” с объемом двигателя до 2000 см

составляет более 200 тыс. км, что в 4-6 раз превы-

шает пробег шаровых опор, восстановленных системой SJR. Испытания вкладышей на нако-

нечниках реакционных тяг самосвалов HOWO ZZ1167M4611 (произв. КНР) показывают

межремонтный пробей более 100-150 тыс. км.

Рис. 1.

Полусферические сегменты шаровых опор.