Принципы проектирования уплотнителей

Совокупность данных свидетельствует, что механизм герметизации резиновыми уплотнителями основан на проявлении межмолекулярного взаимодействия материала уплотнителя и контртела. Проявлению этого механизма способствуют явления смачивания средой поверхностей контакта и наличие контактных напряжений.

Основываясь на этом положении, можно сформулировать некоторые общие для всех типов уплотнителей

требования к правилам их проектирования:

1.    Обеспечение герметизации осуществляется при создании определенной поверхности контакта уплотнителя и контртела. Для создания плотного контакта уплотнитель должен быть деформирован между уплотняелыми поверхностями с целью развития контактной поверхности и обеспечения на ней контактных напряжений.

2.    Возникающая при этом сила трения играет положительную роль для повышения устойчивости уплотнителя действию избыточного давления среды, и отрицательную — для проявления эффекта самоуплотнения и работы подвижных уплотнительных соединений. Поэтому в общем случае необходимо принимать конструктивные меры с целью повышения устойчивости уплотнителя при одновременном создании фрикционных условий для проявления эффекта самоуплотнения.

3.    Для сохранения контакта в процессе работы уплотнителя следует выбирать резину с повышенной скоростью восстановления, способную следить за изменениями микрорельефа уплотняемой поверхности при ее перемещении и при действии низких температур.

4.    При выборе материалов уплотнителя и контртел необходимо соблюдать требования по обеспечению оптимального их смачивания уплотняемой средой. Для неподвижных соединений с открытым гнездом важно обеспечить повышенное смачивание средой контактных поверхностей, что создает дополнительный эффект уплотнения за счет адгезионного взаимодействия среды с уплотняемыми поверхностями. Для соединений с закрытым гнездом, наоборот, следует обеспечивать отсутствие смачивания средой контактных поверхностей, что не приводит к возрастанию адгезионной составляющей силы трения и создает благоприятные условия для герметизации.

5.    При проектировании уплотнительных соединений необходимо соблюдать условия, обеспечивающие отсутствие местных перенапряжений, локальных деформаций на макро- и микроуровнях. Для подвижных соединений целесообразно создание гладких уплотняемых поверхностей с организованным микрорельефом, обеспечивающим плавное заполнение резиной микронеровностей и снижение поверхностной активности контактирующих материалов.