Клапанные уплотнения

Конструкция. Клапанные уплотнения (рис. 235) служат для удаления излишков масла с рукояток клапанов в двигателях внутреннего сгорания с верхним расположением клапанов. В этих двигателях наблюдается явление стекания масла вдоль клапанов в камеру сгорания. Сгорая там, масло образует вредный нагар на поверхности тарелок клапанов, гнезд и на донышках поршней. В двигателях, когда возникают зазоры в результате износа, воздух засасывается вдоль рукояток всасывающих клапанов и приводит к нарушению правильного состава горючей смеси. Во время выхлопа отработанные газы проникают вдоль рукояток выхлопных клапанов под крышку клапанов, затем — под крышку двигателя и в салон автомобиля. Применяя соответствующие клапанные уплотнения, можно не только значительно снизить расход масла, но также несколько увеличить мощность двигателя.

Известны конструкции уплотнения этого типа со спиральной пружиной и беспружинные, с прижимным устройством в виде браслетной пружины или в металлическом кожухе, изображенные на рис.236— 242.

Основные размеры клапанных уплотнений (рис. 243) приведены в табл. 32.

Материалы. Поскольку для клапанных уплотнений требуется материал, устойчивый к воздействию масел при высоких температурах и обладающий высоким сопротивлением истиранию, как и

Рис. 237. Клапанное беспружинное уплотнение и способ его установки [51 ]

Рис. 238. Клапанное кольцевое уплотнение и способ его установки [51 ]

Рис. 242. Способ установки уплотнения КАСО в металлическом кожухе [31]

Таблица 32

Основные размеры уплотнений КАСО в соответствии с рис. 243 [31], мм

Примечание. PV — клапанное уплотнение с браслетной пружиной; QV — клапанное уплотнение в металлическом кожухе.

материал для колец типа «Зиммеринг», прежде всего используют резины акрилового или фторкаучука, работоспособные при температурах до 175° С, с HSh 60—70.

4.11. Уплотнения для шарикоподшипников

Конструкция. Уплотнения, предназначенные для защиты шарикоподшипников от пыли и влаги, изображены на рис. 244. Эти же уплотнения предотвращают вытекание смазки из подшипника,

благодаря чему подшипники не требуют смазки в течение длительной эксплуатации при условии, что смазка сохраняет свои технические свойства.

Конструкция этих уплотнений тесно связана с конструкцией подшипника. Часто используется решение, представленное на рис. 245.

Материалы. Уплотнения для шарикоподшипников выполняются из резины ТО 124-80 (см. табл. 12).

4.12. Самоуплотняющиеся прокладки

Конструкция. Резинометаллические самоуплотняющиеся прокладки (рис. 246) состоят из стального кольца прямоугольного сечения с электролитически нанесенным антикоррозионным покрытием и привулканизованного к его внутренней поверхности кольца с трапецеидальным сечением, выполненого из маслостой-кой резины.

Принцип действия уплотнения заключается в следующем: при поджиме винта или гайки резина внутреннего кольца деформируется (рис. 247), а внутреннее давление прижимает закраины

к уплотняемым поверхностям (рис. 248). Внешнее металлическое кольцо не дает уплотнению разорваться. Основные размеры ре-зинометаллических самоуплотняющихся уплотнений USIT, вы-

Рис. 246. Резино-металлическая Рис. 247. Самоуплотняющаяся про-

самоуплотняющаяся прокладка кладка в свободном и рабочем

состояниях [60]

пускаемых для болтов с метрической резьбой, приводятся в работе [78].

Материалы. Для резинометаллических самоуплотняющихся прокладок используют резины с высокой устойчивостью к воздействию масел, смазок и горючих материалов, с твердостью HSh 85—90, например резину SA 85.10.20 Т_100w-15, PN-64/C-94150.

Рис. 248. Уплотняющие кромки, прижимаемые внутренним давлением [60]

Рекомендации по применению/ Рассматриваемые детали служат для герметизации болтовых, винтовых и фланцевых соединений (рис. 249). Они, однако, не предохраняют гайки от самопроизвольного отвинчивания, что необходимо учитывать при конструировании соединений, подверженных динамическим нагрузкам.

Обе соединяемые поверхности должны быть параллельными и чистыми, лишенными царапин, особенно радиальных. Внутренний диаметр уплотнения, как правило, должен быть на 0,7—1,0 мм больше диаметра болта. В отверстиях под болт не следует снимать фаску, а ограничиться устранением заусенцев. Если не требуется выполнение отверстий под болты со значительно большим, чем обычно, диаметром, то следует выбирать уплотнения с внутрен^ ним диаметром на 0,7—1,0 мм больше диаметра отверстий и устанавливать их в концентрических сцентрированных углублениях с диаметром D + 0,5 мм (рис. 250).

Условием хорошего уплотнения является правильное расположение закраин рассматриваемой детали на гладкой поверхности соединяемых элементов. Неверные решения изображены на рис. 251 и 252.

4.13. Прокладки

Конструкция. Эти детали служат для уплотнения неподвижных соединений. В-их задачу входит заполнение микро- и макронеровностей соединяемых поверхностей. Микронеровности возникают в результате несовершенной обработки поверхности, макронеровности — это волнистость и перекос фланцев [4, 5, 13, 68, 106, 107, 122, 146].

Плотность соединения удалось бы обеспечить только в том случае (не применяя уплотнений), если бы соединяемые поверхности можно было приблизить друг к другу на очень малое расстояние.

В результате адсорбции между соединяемыми деталями образуется очень тонкий слой жидкости. Силы адсорбции обратно пропорциональны размеру зазора. Они зависят также от материала соединяемых элементов, их величины, формы и рода молекул веществ, адсорбируемых из рабочего тела. Между молекулами действуют определенные силы сцепления. Эти межмолекулярные силы противостоят усилиям сдвига, возникающим вследствие разницы давлений. В условиях равновесия (рис. 253) существует зависимость

где h — ширина щели; I — длина щели;— усилие сдвига;— разница давлений.

Явление уменьшения утечек через зазор между двумя поверхностями можно также объяснить действием поверхностного натяжения жидкости. Величина зазора при неизменности остальных параметров обратно пропорциональна величине поверхностного натяжения

Капиллярные силы, которые в узкой щели могут достигнуть значительной величины, также приводят к уменьшению утечек жидкости между уплотняемыми поверхностями. Вязкость жидкости играет немаловажную роль: гораздо легче создать конструкцию, удерживающую густую смазку, чем топливо или воду.

В случае жидкости в зазоре возникает так называемая запорная пленка. Может ее создать как весьма вязкое масло, так и тонкий слой мягкого металла, например свинца.

Гораздо сложнее герметизировать газы, особенно сухие. Для достижения этой цели при том же внутреннем давлении необходимо приложить гораздо большую силу, прижимающую уплотнительное кольцо, чем при герметизации жидкостей.

Получение очень малого зазора требует тщательной подгонки друг к другу обеих уплотняемых поверхностей. Это относится в равной степени как к микро-, так и к макроформе и достигается только путем притирки рабочих деталей. Такая обработка — занятие трудоемкое и дорогостоящее и целесообразна только в исключительных случаях, например при герметизации соединения головки и корпуса двигателя гоночного автомобиля. Тогда нет необходимости в использовании каких-либо уплотнительных деталей.

При серийном производстве нет ни смысла, ни необходимости в столь дорогостоящей обработке. Вместо того чтобы заглаживать неровности уплотняемых поверхностей, между ними помещают промежуточный слой, который и является уплотнением (рис. 254). Искомый эффект зависит от толщины уплотнителя, а она, в свою очередь,—от высоты неровностей уплотняемых поверхностей. Если уплотнение окажется чересчур тонким, то его массы будет недостаточно для заполнения всех углублений и получение необходимого эффекта окажется недостижимым

Слишком толстое уплотнение не всегда позволяет достигнуть требуемого эффекта. Количество пор и пузырьков, которые могут пропускать герметизируемое рабочее тело, пропорционально площади сечения, т. е. чем больше толщина уплотнения (при сохранении неизменными всех остальных параметров, а также ширины и характеристики материала уплотнения), тем больше пор и пузырьков находится на площади его поперечного сечения. И, соответственно, тем сложнее закрыть эти поры и пузырьки при помощи

внешних сил, прижимающих через уплотнение друг к другу фланцы соединяемых деталей машины. При одном и том же удельном давлении более толстое уплотнение подвергнется большей деформации, чем тонкое. И если болты в соединении будут довернуты неодинаково, может иметь место коробление фланцев. В исключительных случаях это может привести к разрыву уплотнения.

Тонкое, менее сжимаемое уплотнение является более стабильной прокладкой для фланцев уплотняемых деталей машин и уменьшает возможность возникновения перечисленных выше неблагоприятных явлений.

Остаточная деформация уплотнения, возникающая как результат долговременной эксплуатации, также пропорциональна толщине уплотнения. Она тем меньше, чем меньше толщина уплотнения. От величины остаточной деформации зависит неизбежная частота дотягивания болтов, соединяющих уплотняемые детали.

От толщины уплотнения зависит также величина допустимого внутреннего давления уплотняемого рабочего тела (рис. 255). Сила, которая стремится вытолкнуть уплотнение из-под фланцев,

пропорциональна площади торцевой поверхности уплотнения, на которую действует внутреннее давление, а та, в свою очередь,— толщине уплотнения,

Возникающая при этом сила трения зависит от давления, создаваемого болтами, поджимающими фланцы уплотняемых деталей, и от коэффициента трения между поверхностями уплотнения и фланцев. Эти параметры связаны между собой зависимостью, представленной на рис. 256,

При тех же условиях, уплотнение, которое вдвое тоньше, выдерживает в два раза большее внутреннее давление. Таким образом, толщина уплотнения выбирается возможно малой.

Коэффициент трения зависит от состояния поверхностей уплотнения и от вида обработки поверхностей фланцев. С точки зрения эффективности работы уплотнения необходимо исключить факторы, снижающие этот показатель, как, например, смазку уплотнений маслом перед монтажом. Что же касается обработки фланцев, то, допуская, что материал уплотнения заполнит возникшие неровности, можно считать высоту этих неровностей Ra, равную 4 мкм, оптимальной, а равную 20 мкм, допустимой. Рекомендуется

на фланцах уплотняемых элементов проектировать порожки (рис. 257) или делать подобные порожки во время черновой обработки резанием, так как они положительно влияют на эффект уплотнения, вызывая локальный рост удельных давлений при прочих равных условиях. Это справедливо, однако, в том случае, когда порожки расположены перпендикулярно по отношению к направлению напора уплотняемого рабочего тела и их высота находится в определенном отношении к толщине уплотнения, например 0,3 мм для уплотнения толщиной 2—3 мм [146].

Для соблюдения равновесия сил должно быть выполнено следующее условие:

а, подставив это условие в формулу 2|xp_D^ph_D> получим ее в таком виде:

Когда поверхность уплотнения замаслится, коэффициент трения х снизится примерно до 0,1. Таким образом, наименьшая ширина уплотнения должна отвечать условию

Если уплотнение можно зажать в соответствующей канавке на одном из уплотняемых фланцев (рис. 258), то опасность его выталкивания из-под уплотняемых фланцев можно исключить и тогда ширина уплотнения может быть меньше, чем это следует из зависимостиОднако

делать такие канавки чрезвычайно неэкономично.

При проектировании резиновых уплотнений следует так подбирать их толщинучтобы были выполнены следующие условия: i

где h₀ — толщина уплотнения, мм; D — внешний диаметр, мм; d — внутренний диаметр, мм.

В исключительных случаях можно использовать более тонкие уплотнения, но с толщиной не менее 1 мм.

При определении толщины необходимо также иметь.в виду^ чтобы коэффициент формы уплотнения К не был меньше 0,2, в противном случае может произойти продольный изгиб уплотнения при монтаже и, как следствие, потеря герметичности. Его можно вычислить из формул, приведенных в табл. 2.

Деформацию сжатого уплотнения выбирают в пределах 10— 33% от начальной толщины. Ориентировочные величины давлений, которые в состоянии выдерживать резиновые уплотнения, зажатые между плоскими поверхностями (рис. 259), в зависимости

от твердости резины, приведены в табл. 33. Если же используются фланцы, представленные на рис. 260, то резиновые уплотнения обеспечивают герметичность системы при давлениях, в два раза больших, чем указанные

в табл. 33.

Для уплотнений с прямоугольным сечением рекомендованы канавки с закругленными краями (рис. 261). Проектировать их надо таким образом, чтобы резина могла свободно деформироваться, сохраняя постоянный объем.

Материалы. Прокладки изготавливаются из материалов, характеристика которых приведена в таблицах п. 2.14.

Рекомендации по применению. Плоские или приближенные к плоским уплотнения используются в неподвижных соединениях многих автомобильных механизмов, например для герметизации масляного картера и при насадке головки двигателей внутреннего сгорания.

4.14. Плоские и гофрированные диафрагмы

Конструкция. Функция диафрагмы (рис. 262—264) заключается в разделении двух сред, например воздуха и жидкости, как это имеет место в топливных насосах, в деталях пневматической и'ли гидравлической подвески машин и т. п.

Используются в основном два вида диафрагм: плоские (сугубо резиновые или резинотканевые) или гофрированные, т. е. обладающие одной или несколькими концентрическими складками.

Плоские диафрагмы могут быть одно- или многослойными. Как правило, стараются избегать применения диафрагм с большим количеством

тканевых прокладок, поскольку они значительно жестче, чем диафрагмы, сложенные из нескольких тонких слоев, но с той же суммарной толщиной. Здесь можно было бы прибегнуть к аналогии с проволокой и кабелем той же толщины, скрученным из множества тонких жилок.

Величина внутренних напряжений, возникающих в резине, зависит от толщины и твердости используемой резины. Чтобы уменьшить эти напряжения, следовало бы выбирать диафрагмы с минимальной толщиной из резины минимальной твердости.

Однако тогда диафрагма неизбежно подвергалась бы повреждению вследствие разницы давлений. На практике толщина диафрагмы для каждого устройства находится экспериментальным путем.

Часто используются диафрагмы с толщиной

Плоские диафрагмы вырубают из пластины или ленты либо вулканизуют в индивидуальных формах. В случаях индивидуаль-

ной вулканизации диафрагм рекомендуется отформовать кромки, которые облегчают их крепление.

Проектируя канавки для кромок, необходимо помнить о рекомендуемом сжатии конической кромки (рис. 265) на 10%, а цилиндрической кромки (рис. 266 и 267) на 15—20%.

Иногда целесообразным является использование гнезда под кромку плоской диафрагмы с диаметром меньшим, чем внешний диаметр диафрагмы. Тогда при монтаже диафрагма несколько прогибается. Величина этого прогиба не должна превышать 2,5% внешнего диаметра диафрагмы. Тогда она функционирует в более благоприятных условиях. Аналогичный эффект можно получить, соответствующим образом расположив отверстия и болты, зажимающие диафрагму. Иногда в диафрагме делаются продолговатые отверстия под зажимные болты. Тогда при монтаже диафрагмы добиваются ее прогиба и только потом затягивают болты на крепящих кромках. Несколько конструкций резиновых диафрагм показаны на рис. 268, а гофрированных — на рис. 269.

Если диафрагма должна разделять две агрессивные средь!, например топливо и масло или воздух, содержащий частички масла, то для отличия слой, предназначенный для каждой из этих сред, делается из резины или прорезиненной ткани различной окраски.

Материалы. Диафрагмы изготавливают из резины, полученной на основе бутадиен-нитрильного или хлоропренового каучука типа неопрена, с твердостью HSh 40—80 в зависимости от условий работы. В качестве укрепляющих прокладок используют хлопковое, шелковое или полиамидное волокно.

Свойства стандартных материалов, используемых для производства диафрагм, описаны в работе [78]. Материалы для диафрагм топливных насосов автомобилей должны отвечать требованиям технических условий ФИАТ № 9.02252.

В случаях, когда диафрагмы работают в контакте с автомобильными

выхлопными газами, разогретыми до температуры 150° С, их изготавливают из резины на основе фторкаучука.

Рекомендации по применению. Плоские диафрагмы могут быть использованы только в тех устройствах, где ход поршня

или шкворня не превышает в каждую сторону 5% свободного диаметра диафрагмы, в противном случае диафрагма подвергается чрезмерной нагрузке и быстро разрушается. Там, где ход середины диафрагмы по отношению к ее кромке превышает 5% свободного диаметра, рекомендуется использовать гофрированные диафрагмы.

Способность противостоять действию давления в значительной мере зависит от величины поверхности диафрагмы без узла крепления: чем меньше эта поверхность, тем при большем давлении может эксплуатироваться диафрагма.

Если давление превышает 0,0035 МПа, можно использовать резиновые диафрагмы без тканевого каркаса, однако для очень малых давлений все же употребляют усиленные диафрагмы, прежде всего затем, чтобы увеличить их устойчивость к многократному изгибу и, следовательно, долговечность.

Зажимая диафрагму между металлическими фланцами, не следует допускать ее деформации больше чем 10% (рис. 270).

4.15. Диафрагмы „Беллофрам"

Конструкция. Диафрагмы «Беллофрам» изображены на рис.271 и 272. Они служат для разделения двух различных рабочих тел в пневматических и гидравлических механизмах, в которых имеет место возвратно-поступательное движение с большим шагом. Диафрагмы изготавливаются из резины с тканевым каркасом толщиной 0,45—1,0 мм. Каркас располагается со стороны, противоположной рабочему телу, находящемуся под давлением. В результате во время работы диафрагмы резина прижимается к ткани, что исключает возможность расслоения во время эксплуатации. Благодаря малой толщине диафрагмы «Беллофрам» обладают низким сопротивлением деформированию, которое практически можно не принимать во внимание. В зависимости от формы закраины различают диафрагмы типа BfA, BfB и. BfC, изображенные на рис. 273—275.

Материалы. Диафрагмы изготавливаются из резин, получаемых на основе бутадиен-нитрильного каучука с твердостью HSh 47. Они обладают высоким сопротивлением воздействию топлива, масла и смазки, а также тормозной, амортизаторной жидкостей, антифриза и жидкости для мытья автомобильных окон.

Рекомендации по применению. Диафрагмы «Беллофрам» могут функционировать при воздействии минеральных масел и топлива, а также тормозных и амортизаторных жидкостей при давлениях до 0,7 МПа, а отдельные типы и до 2,5 МПа, температурах от —25 до +100° С. Диафрагмы типа BfA и BfB могут работать в обе стороны от узла крепления (рис. 276), в то время как диафрагмы типа BfC — только в одну (рис. 277). Некоторые примеры применения диафрагм «Беллофрам» показаны на рис. 278.

Рис. 272. Диафрагма «Беллофрам» в рабочих положениях [1]

Рис. 278. Примеры различных применений диафрагм «Беллофрам» [1, 60]

4.16. Гофрированные оболочки

Конструкция. Гофрированные оболочки служат для уплотнения узлов, основными элементами которых являются валы и шкворни с возвратно-поступательным, вращательным и колебательным движениями, и защиты от проникновения внешних загрязнений. Нередко они одновременно являются резервуаром для смазки, благодаря чему исключается необходимость в дополнительном смазывании уплотняемых деталей во время эксплуатации.

Примеры конструкций гофрированных оболочек показаны на рис. 279—290.

При проектировании оболочек необходимо принимать толщину их стенок в пределах 1 —1,5 мм и только в исключительных случаях 1,5—2,5 мм.

Начальное напряжение в закраинах оболочки, несмотря на увеличение ее толщины, недостаточно для обеспечения герметичности соединения на весь долгий срок функционирования оболочки. Во время взаимного движения уплотняемых деталей закраины могут отгибаться, в результате не только начнет вытекать смазка, но пыль и грязь могут проникнуть внутрь оболочки. Чтобы избежать этого, обычно используют ленточные зажимы в виде пружин типа английской булавки из стальной проволоки. Для этого закраины оболочки формуют таким образом, чтобы они не могли выскользнуть из-под зажима (рис. 291).

В шаровых (сферических) соединениях, где шкворень совершает колебательное движение с частичным вращением, оболочка прикрепляется к кожуху при помощи пружин типа английской булавки или специальных зажимов. В современных конструкциях применяют окантовку из стального листа на закраинах оболочек и помещают их на кожух соединения. В этом случае соединение резины с металлом должно быть таковым, чтобы отрыв окантовки происходил при приложении силы не менее 500 Н.

В любом случае должна быть обеспечена возможность вращательного и возвратно-поступательного движения шкворня в отверстии оболочки. Чтобы, однако, между щкворнем и оболочкой не образовался зазор, к верхней закраине оболочки привулкани-зовывается стальная чашка либо на закраине оболочки помещают колечко из листовой стали или проволоки, которое привулкани-зовывается к внутренней ее части. В последнем случае; слой резины, окружающий кольцо, не должен быть тоньше 0,75 мм. Аналогичного эффекта можно добиться, используя оболочку с утолщенными краями, особенно если этот фланец выполнен из материала более твердого, чем остальная часть оболочки.

Правильно выполненные оболочки сферических шарниров должны сохранять герметичность при давлении 0,2 МПа после установки как в измерительное устройство, так и при нормальной эксплуатации,

Рис. 279. Гофрированные оболочки [[62]

Рис. 280. Профили гофрированных оболочек

Рис. 281. Оболочка шарового шарнира

Рис. 282. Оболочка, компенсирующая смещение осей двух деталей [62]

Рис. 284. Оболочка из иеопреновой резины [62] для шарнира задней оси: а — горизонтальной; б— расположенной под углом

Рис. 285. Оболочка шарнира поворотной цапфы

Рис. 286. Гофрированные оболочки шаровых соединений подвески легкового автомобиля [20]

Рис. 287. Оболочка шарового соединения с канавкой и металлическим кольцом, свободно посаженным в ней [20]

Рис. 290. Оболочка шарового соединения с утолщением [20]

Рис. 291. Профили закраин гофрированных оболочек <[62]

Материалы. Для оболочек, не функционирующих под непосредственным воздействием атмосферных факторов, и предназначенных для работы в несложных условиях, например для защиты тросика ручного тормоза, используется маслостойкая резина S-A.50.07.30.a., PN-64/C-94150. Резина этого типа изготавливается из бутадиен-нитрильного каучука.

Оболочки сферических шарниров, работающие в весьма сложных условиях, в том числе оболочки гомокинетических шарниров, изготавливают чаще всего из резин на базе хлоропренового каучука [52]. Эти резины обладают высокой стойкостью к атмосферному старению и воздействию температур в пределах от —40 до +70° С.

Для производства оболочек могут использоваться резины с HSh 45—65. Правильно спроектированная из этой резины оболочка должна эксплуатироваться вплоть до капитального ремонта автомобиля.

В случаях, когда температура эксплуатации может достигать 120—150° С, а в отдельных случаях и 200° С, гофрированные оболочки изготавливают из резины на базе фторкаучука.

Рекомендации по применению. Гофрированные оболочки используются для защиты шлиц карданных валов, шарниров уравнительных роликов, сферических шарниров подвески, рулевого устройства, тяговых элементов разных типов и т. п., как это показано на рис. 279—290.

Условием длительной работы оболочки является правильный монтаж и заполнение без повреждения ее смазкой. С этой целью шарниры часто проектируют так, как это показано на рис. 290. Отверстие в заглушке дает возможность контролировать окончание процесса заполнения шарнира смазкой.

4.17. Оболочки концов электропроводов

Конструкция. Резиновые оболочки, накладываемые на концы электропроводов транспортных средств, предохраняют электрические соединения от загрязнений или случайного короткого замыкания.

В зависимости от формы и назначения различают типы оболочек, приведенные в табл. 34. Размеры оболочек показаны на рис. 292—295 и приведены в табл. 35 и 36.

Материалы. Оболочки для предохранения проводов зажигания с контактными гнездами высокого напряжения следует изготавливать из резины N.55.07.35.a.c., PN-64/C-94150, другие оболочки производят из резины SB.40.05.40.a.c.T_₅₀, PN-64/C-94150.

Электрическая прочность оболочек, сделанных из резины N.55.07.35.а.е., должна быть не менее 9-10⁶ В/м, а остальных оболочек — не менее 4-Ю⁶ В/м.

Рис. 294. Оболочка типа В

Рис. 295. Оболочка типа С

Таблица 34

Типы оболочек и их использование в соответствии со стандартом PN-67/C-76009

Таблица 35

Размеры оболочек типа А и А1 в соответствии с PN-67/C-76009

Таблица 36 Размеры оболочек типа В в соответствии с PN-67/C-76009

4.18. Резиновые кольца для защиты проводов в отверстиях металлических деталей

Конструкция. Эти детали предназначены для защиты электрических проводов низкого напряжения в отверстиях металлических деталей автомобилей.

Различают кольца двух типов: А — открытые (рис. 296); В — потайные (рис. 297). Их размеры приведены в табл. 37 и 38.

Материалы. Кольца для защиты проводов изготавливаются из резины N.60.06.35.a., PN-64/C-94150.

Таблица 37

Размеры резиновых колец для защиты электрических проводов низкого напряжения в отверстиях металлических деталей

Таблица 38

Допуски на размеры резиновых колец для защиты электрических проводов

низкого напряжения в отверстиях металлических деталей

4.19. Уплотнения кузовов

Конструкция. При креплении деталей кузовов автомобилей используются уплотнения, получаемые из резины различными методами. При постоянном сечении они, как правило, обладают значительной длиной. Форма сечения нередко бывает весьма сложной, как это видно из рис. 298 и 299.

Чертеж уплотнения стекла окна приведен на рис. 300, а уплотнение для дверного проема, используемого в легковых автомобилях фирмы «Крайслер», изображено на рис. 301.

Уплотнение представляет собой шприцованный, сдвоенный профиль из пористой резины с гладкой поверхностью. Правая часть профиля покрыта тканью У, гармонирующей с внутренней обивкой автомобиля, и снабжена вкладышем из стальной ленты с зацепами 2, которые дают возможность закрепить уплотнение в коробку двери без применения клея.

Другой тип уплотнения дверного проема автомобиля ФИАТ показан на рис. 302, а автомобиля «Триумф Геральд» — на рис. 303.

Для багажника автомашины «Польский ФИАТ 125Р» часто используют уплотнение из пористой резины (рис. 304) с замкнутыми ячейками.

Сечение уплотнителя опускаемого стекла в автомобильных дверях показано на рис. 305. Каркас уплотнения выполнен из полиэтилена, а уплотняющий профиль — из резины ТА 10-60 (см. таблГ 12).

Профили уплотнений кузова автомашины для различных целей, выпускаемых фирмой «Хатчинсон» (Франция), показаны на рис. '306, а профили уплотнений из пористой резины, выпускаемых фирмой «Семперит» (Австрия), — на рис. 307.

Рис. 298. Профили оконных уплотнений фирмы «Хатчинсон*

Рис. 299. Профили резиновых уплотнений фирмы «Фройденберг»

Рис. 301. Уплотнение дверного проема автомобиля «Крайслер»

Рис. 302. Уплотнение дверного проема легкового автомобиля

Рис. 304. Профиль уплотнения багажника

Рис. 303. Профиль уплотнения дверного проема автомобиля «Триумф Геральд»:

1 — пористая резина; 2 — спинка; 3 — внутренняя подкладка; 4 — лист с выступами

Рис. 305. Профиль уплотнения опускаемого стекла передних дверей легкового автомобиля:

/ — каркас из полиэтилена; 2 — резина; 3 — бархатное_покрытне

Рис, 306. Профили различных уплотнений для кузоза фирмы «Хатчинсон»

Рис. 307, Профили уплотнений из пористой резины фирмы «Семперит» [1401

Уплотнения кузовов подвергаются непосредственному воздействию солнечного света, поэтому они (особенно оконные) должны вулканизоваться в таком виде, в каком они будут установлены в автомобиле, поскольку опыт показывает, что уплотнения из шприцованных профилей, которым окончательная форма придается только в момент монтажа машины, стареют значительно быстрее в местах, где резина подвергается деформации- Особенно вредны малые удлинения резины.

В последнее время все чаще используется метод литья под давлением при производстве уплотнений автомобильных окон в той форме, в какой они будут установлены в машине.

При проектировании уплотнений кузовов следует избегать острых ребер, малых радиусов и излишних украшений, ведущих

Рис. 308. Термоэлектрическое уплотнение стекла переднего и заднего окон легкового автомобиля [50]

к ненужному увеличению внешней поверхности изделия. Нужно стремиться к получению максимального отношения объема к площади поверхности изделия, непосредственно подвергающейся воздействию атмосферных факторов. Резина должна быть закрыта от непосредственного воздействия солнечных лучей.

Иначе сконструированы термоэлектрические уплотнения (рис. .308) для передних и задних окон, вулканизованные на конвейере автомобильного завода [50, 52]. Уплотнение представляет собой шнур с прямоугольным сечением из невулканизо-ванной резиновой смеси, изготовленной на базе хлоропренового каучука, который нарезают на отрезки нужной длины; По всей длине шнура, в центре его сечения, помещен электропровод, концы которого подключаются к электросети. При работе провод нагревается и вызывает вулканизацию окружающей его резины.

Термоэлектрические уплотнения обладают следующими достоинствами по сравнению с традиционными.

Создают очень плотный контакт с металлической закраиной; благодаря тому что уплотнению придается окончательная форма при монтаже окна. Проходя через пластическое состояние, резиновая смесь заполняет зазор между стеклом и закраиной, не вызывая в стеклах внутренних напряжений.

Придают обрамлению стекла вид, соответствующий требованиям эстетики, с помощью металлической планки, целиком закрывающей резиновое уплотнение.

Уплотнения применяют фирмы «Воксхаль» в моделях «Крест» и «Виктор»; ФИАТ в моделях «124-Купе»; «Руутс» в моделях «Сан-бем Рейпир» (рис. 309) и др.

Рис. 309. Автомобиль «Санбем Рейпир» фирмы «Руутс» с термоэлектрическим уплотнением стекла переднего и заднего окон [50]

Материалы. Большинство типов уплотнений кузовов изготавливаются из резины с высокой стойкостью к атмосферному старению на базе хлоропренового каучука, бутилкаучука, этилен-пропиленового или бутадиен-стирольного с добавками антиокси-дантов и антиозонантов.

Поры у пористой резины должны быть закрыты, чтобы она не впитывала воду. Используется также протектированная резина, т. е. покрытая тонким слоем сплошной резины. Защитная пленка должна быть выполнена из хлоропренового каучука или из других каучуков, устойчивых к атмосферному старению.

Термоэлектрические уплотнения изготавливаются из резины на основе хлоропренового каучука, содержащей необходимые ингредиенты для вулканизации за счет тепла, выделяемого электрическим проводом внутри уплотнения.

РисЦЗЮ. Начальный подогрев термоэлектрического уплотнения [50]

Рис. 311. Установка термоэлектрического уплотнения на стекле [50]

Рис. 312. Посадка термоэлектрического уплотнения в коробке

окна (50]

Рис. 313. Участок конвейерной линии сборки автомобиля «Фокс-халь Виктор» [50]

Рекомендации по применению. Уплотнения из сплошной или пористой резины соединяются с кузовом при помощи неопре-нового клея «Бутапрен М40». Уплотнения самозажимающейся конструкции не требуют использования клея.

Термоэлектрические уплотнения используют следующим способом: отрезанный на нужную длину кусок уплотнения подключают обоими концами к электрической сети с напряжением 24 В и силой тока 10 А на 1 мин. За это время происходит начальный подогрев уплотнения (рис. 310). Затем уплотнение прижимают к краю стекла (рис. 311), и стекло помещают в коробку окна (рис. 312). Когда кузов передвигается по конвейеру, концы провода, утопленного в уплотнении, постоянно находятся под напряжением от источника, который передвигается по направляющим с той же скоростью, что и конвейер (рис. 313).

В течение пяти минут уплотнение подвергается частичной вулканизации, которая обеспечивает прочность связи между деталями узла 0,28—0,42 МПа. Процесс вулканизации продолжается еще и тогда, когда машина съедет с конвейера, и закончится примерно через две недели, находясь уже у потребителя. Тогда прочность связи уплотнения со стеклом и соприкасающейся с уплотнением поверхностью кузова достигнет 1,4 МПа.

4.20. Нестандартные уплотнения

Кроме описанных выше основных типов резиновых уплотнений в транспортных средствах используется множество нестандартных уплотнений с формой, приспособленной к особенностям самых разнообразных конструкций. В каждом из этих уплотнений можно, однако, обнаружить известные элементы, общие с типовыми уплотнениями. Следовательно, при проектировании уплотнения, необходимо учитывать рекомендации, относящиеся к этому типу уплотнений.

Резину для уплотнений выбирают, руководствуясь стандартом PN-64/C-94150 или нормативами ФИАТа, а также рекомендациями, изложенными в таблицах п. 2.14.

1/ Поршни Т DUO выпускает фирма «Ц. Фройденберг», Вайнхайм.