Подвижной уплотняемой

ругого элемента, соединенного последовательно с образцом / через захват 2 с подвижной траверсой [75].

низкой теплопроводностью, чем другие конструкционные материалы, обычно используемые при низких температурах. Три симметрично расположенные штанги, работающие на сжатие (длиной 52,1 см и диаметром 2,5 см), изготовлены из нержавеющей стали AISI 304, имеющей высокий модуль упругости. Три нижние горизонтальные плиты толщиной 3,8 см имеют посадочные места для свободного крепления стержней диаметром 1,6см, работающих на растяжение. Устройство рассчитано на нагрузку 222,4 кН. Оно устанавливается на электрогидравлической испытательной машине фирмы MTS с усилием 444,8 кН. Трубчатая тяга свинчивается с подвижной траверсой машины, снабженной встроенной месдозой. Между верхней крышкой и сосудом Дьюара, а также около трубчатой тяги имеются кольцевые уплотнения. Предусмотрена возможность откачки воздуха из внутреннего объема и сосуда Дьюара. Деформация оценивается с помощью пропорционального дифференциального преобразователя. Смещение, которое регистрируется этим прибором, представляет собой суммарную деформацию образца и элементов конструкции устройства для испытания.

В универсальных двухзонных машинах (рис. 1, б) станина, стойки и верхняя траверса образуют жесткую раму. В станине расположен привод, соединенный с нагружающими винтами, точные гайки которых закреплены в подвижной траверсе. В верхней траверсе находится датчик силы, несущий верхний захват для испытуемого образца. Нижний захват закреплен на подвижной траверсе. Таким образом, верхняя зона (над подвижной траверсой) используется для испытания на растяжение, а нижняя зона (под подвижной траверсой) — для испытаний на сжатие.

Предусмотрено отключение электродвигателя при обрыве образца, перегрузке датчика силы, достижении подвижной траверсой крайнего верхнего или нижнего положения.

а — с подвижной траверсой с двумя цилиндрами; б — с неизменной рамой и двойным цилиндром внизу; ft — с центральным винтом и двойным цилиндром; г — с системой нагружения, имеющей двойной -механически запираемый цилиндр; д — с дифференциальной системой нагружения; е — с многоцилиндровой системой нагружения: 1 — рама; 2 — траверса; 3 •— установочный винт; 4, 5 — цилиндр (полость) диапазона нагрузок соответственно малых и больших; 6 — направляющий гидроаппарат для различных диапазонов; 7 — механический замок диапазона нагрузок; 8 — полость возврата (демпфирующая; / — соединение для диапазона '/зР; // — соединение для диапазона 2/зР; III — соединение для диапазона Р

Унифицированную систему ПС разработала фирма Seidner (ФРГ). В серии UBP представлены прессы с двухколонной рамой неизменной высоты. Имеются варианты UBP—HV с высотой, изменяемой посредством центрального винта, вращаемого вручную. Аналогична конструкция прессов се-, рии SWP и SWP—HV с рамой в четырехколонном исполнении. В прессах портативной серии LPM, имеющей двухколонную раму, пресс вместе с насосной • станцией и пультом монтируется на общем основании. Габаритные размеры прессов указаны в табл. 7. В этой серии так же, как и в следующих портативных сериях WP (монолитная рама) и SWP (четырехколон-ная рама), предусмотрены варианты с ручным насосом. Фирма Seidner выпускает ПС, в которых усилия измеряются посредством пружинных манометров. По специальному заказу прессы оснащают часовым механизмом с ведущей стрелкой на силоизмерителе, позволяющей вручную отслеживать установленную скорость роста нагрузки. Такие устройства удачно сочетают низкие требования по поддержанию скорости нагружения в процессе стандартных испытаний при эксплуатации прессов на строительных площадках. Для компенсации утечек фирма Torsee (Япония) в своих двухколонных прессах с подвижной траверсой серии АС применяет систему противодавления в цилиндре (рис. 21)

Прессы типа ВВР базируются на двухколонной раме с подвижной траверсой, в которой установлен нагружающий цилиндр. К плунжеру цилиндра подвешен нож, а в основании рамы укреплен стол для изгиба. Эти прессы предназначены для испытания плит и балок, поэтому у них высота рабочего пространства небольшая. На прессах типа BRP кроме плит и балок, как и на прессах типа ВВР, можно испытывать трубы на изгиб посредством приложения нагрузок вдоль образующей. Поэтому высота их рабочего пространства значительно увеличена, а стол снабжен дополнительной накатной тележкой с-опорой для установки трубы. Для бетонных и керамических труб эллиптического профиля, имеющих плоское основание, поверхность опорной плиты на тележке плоская. Для круглых труб выполняют специальное ложе (по стандарту на испытание соответствующего изделия). Конструктивно прессы типа BRP унифицированы с прессами типа ВВР.

тального нагружения, связанный с подвижной траверсой гибкими тягами и подпертый наклонными гидроцилиндрами. В реактивном блоке размещен активный штамп установки, обладающий двумя степенями свободы относительно реактивного блока (вертикальные и горизонтальные перемещения). Штамп через упругую штангу подвешен к штоку вертикального цилиндра. Внутри штампа размещен цилиндр горизонтального нагружения. Шток последнего вместе с двумя горизонтальными направляющими соединен с торцовыми плитами, скользящими в вертикальном направлении на гидростатических подшипниках в направляющих реактивного блока. Цилиндр горизонтального нагружения развивает усилия до 1 МН и сообщает перемещение активному штампу ± 100 мм.

Работой двигателей нагружения образца и двигателей регистраторов управляют электронно-следящие системы машины, включающие блок управления, блок регистрации растяжения и блок регистрации кручения. Машина СН-4 (рис. 23) предназначена для испытаний полимерных материалов на растяжение (сжатие), кручение и внутреннее давление. Цилиндрический образец (сплошной или трубчатый) 11 зажимают в захватах 6. Нижний захват неподвижно закреплен на валу, вращающемся вокруг вертикальной оси машины. Привод вала состоит из электродвигателя, пятиступенчатого редуктора 7 (пять диапазонов скоростей) и червячной пары. Скорость вращения вала грубо регулируется с помощью редуктора 7 и плавно—реостатом 9, управляемым реверсивным двигателем 10, включенным в схему следящей системы. Верхний захват образца закреплен на динамометре 12, который, в свою очередь, закреплен на подвижной траверсе 5, перемещающейся вместе с тягами 2 и верхней подвижной траверсой 1 лишь в вертикальном направлении. Осевое усилие и внутреннее давление в образце создаются давлением газа, подаваемого соответственно в рабочую полость сильфона 3 и внутрь образца. Для каждого вида нагружения имеется независимое задающее и исполнительное устройство как по усилиям, когда реохорды датчиков подсоединены к силоизмери-тельным приборам, так и по деформациям, когда реохорды подключены в цепь измерителей деформации. За-дающе-исполнительное устройство выполнено аналогично устройству, использованному в машине СН».

Простейший механизм такого типа показан на фиг. 23, а. Щуп 1 укреплен при помощи винта 7 в центральное отверстие втулки 2, помещенной в полости стакана 4. Стакан неподвижно соединен с подвижной траверсой 5, совершающей периодические вертикальные возвратно-поступательные движения, целью

знака (знакопостоянные циклы). Образец / укрепляется в захватах, из которых нижний соединён с неподвижной рамой 2, а верхний — с подвижной траверсой 3. Масло, нагнетаемое насосом (не показанным на схеме), поступает через главный клапан 4 и регулятор давления 5 в цилиндр 6 с поршнем 7. Давление поршня передаётся на траверсу 3, вызывая статическое растяжение образца.

4. Высокое качество обработки поверхностей сальниковой камеры, сопрягаемых с набивкой, и подвижной уплотняемой детали. Среднеарифметическая высота неровностей штока ответственной арматуры при этом не должна превышать Rg = 0,12 -г 0,16 мкм, а стенки камеры Ra = 1,0 -=--ь 1,6 мкм. Менее качественная обработка этих деталей приводит к повышению неравномерности ее сжатия по высоте при затяжке сальника, а также к ускоренному износу набивки (выносу из камеры слоя, граничащего со штоком) и нарушению герметичности.

давления рабочей среды и ее температуры, вида перемещения подвижной уплотняемой детали и скорости перемещения, физико-механических свойств набивки, шероховатости уплотняемых деталей и др. Другими словами, общего для всех сальниковых уплотнений закона распределения осевого давления по высоте набивки не существует. Однако на основании анализа опытных данных (табл. 4) можно сделать вывод, что в качестве расчетного значения осевого давления на набивку с практически достаточной точностью может быть принято значение наибольшего давления, действующего на набивку (или от затяжки сальника, или от давления рабочей среды). Погрешность измерения при этом не превышает +10-15%.

На практике потерю герметичности сальника вследствие снижения внутреннего напряжения в набивке, вызванного ослаблением усилия затяжки, иногда пытаются компенсировать установкой жесткой пружины, например, тарельчатого типа под гайки сальниковых болтов или между набивкой и нажимной втулкой. Однако опыт эксплуатации и стендовые испытания показывают, что это средство редко бывает эффективным. Если пружины способны в определенной мере компенсировать потерю плотности набивки вследствие снижения усилия на нее от затяжки болтов и выгорания набивки, то компенсировать уменьшение плотности изношенного слоя, граничащего с подвижной уплотняемой деталью, они не могут. Таким образом, усложнение конструкции за счет применения пружин не всегда оправдывается.

Детали, расположенные в сальниковой камере, работают в условиях контакта с сальниковой набивкой, а часто и с рабочей средой. Как правило, конструкции арматуры не исключают контакта этих деталей с подвижным штоком или шпинделем. Поэтому материалы этих деталей должны обладать стойкостью к коррозионному разрушению в контакте с сальниковой набивкой и рабочей средой и оказывать минимальное влияние на механический износ подвижной уплотняемой детали.

Первый случай соответствует скольжению более твердой детали, имеющей меньшую номинальную поверхность касания. При равных условиях сила трения и повреждение поверхностей во втором случае меньше, чем в первом. Поэтому наиболее выгодным расположением металлов является случай, когда сравнительно твердая поверхность с большей площадью касания скользит по более мягкой поверхности. Это означает, что материал подвижной уплотняемой детали должен быть более твердым, нежели материал втулки сальника, поднабивочного и фонарного колец. Для весьма твердых металлических поверхностей, работающих в режиме упругого контакта, допустимо применение одноименных металлов.

Недостаточная надежность сальниковых уплотнений и постоянное наблюдение за ними давно приобрели печальную известность. Потеря плотности сальника может происходить по двум причинам. Одна из них — по: теря массы набивки в результате термического, химического либо радиоактивного воздействия на нее рабочей среды. Другая - потеря массы набивки вследствие износа слоя, граничащего с подвижной уплотняемой деталью. Эта причина, в отличие от первой, присуща лишь уплотнениям подвижных соединений. 74

В зависимости от характера перемещения подвижной уплотняемой детали путь скольжения 5СК определяется следующим образом.

На ресурс работы сальникового уплотнения влияют прочность материала набивки, качество сопряженной с набивкой поверхности подвижной уплотняемой детали (шероховатость, эллиптичность, конусность), высота набивки в сальниковой камере, характер и скорость перемещения уплотняемой детали, усилие и равномерность затяжки сальниковых болтов, рабочая среда и степень воздействия ее на набивку (термическое, химическое, радиационное), параметры среды. Для обеспечения работы устройства в течение заданного времени при определенном режиме его эксплуатации реальный ресурс работы сальникового уплотнения должен быть равен расчетному ресурсу либо превышать его. Ресурс работы сальника может быть определен по результатам соответствующих испытаний с учетом реальных условий.

Выше отмечалось, что герметичность неподвижного сальника с сухой, непропитанной набивкой определяется при прочих известных условиях (проницаемость набивки, степень прижатия ее к уплотняемым деталям и др.) геометрическим фактором h/F. У сальников подвижных соединений этот фактор определяет их герметичность до начала перемещения подвижной уплотняемой детали. В результате перемещения штока (вала, шпинделя), имеющего шероховатую поверхность, происходит истирание прилегающего к штоку слоя набивки и удаление из камеры продуктов износа. Место удаленных частиц набивки остается незаполненным и через создавшиеся пустоты просачивается уплотняемая рабочая среда.

Возрастающую роль в герметичности уплотнения начинает играть при, этом интенсивность износа и удаления из камеры частиц материала набивки. Геометрическим фактором, определяющим герметичность,становится уже h Id, поскольку на износ влияет не площадь поперечного сечения набивки, а поверхность контакта, определяемая диаметром подвижной уплотняемой детали.

Обычно износ материала набивки зависит от ряда факторов, главными из которых являются шероховатость поверхности подвижной уплотняемой детали; вид движения относительно набивки (вращательное, 76