Способ изготовления металлических уплотнителей с упругими усами

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИН 4 Р 16 Ю 1 ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН ВУ ИДЕТ ВТОРСНОМ(57) Изобрнительнойк способамуплотнителгабаритныхгистралей,чески изготовления металй для герметизацииразъемных соединениипредназначенных для пнома- рабо та ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(56) Авторское свидетельство СССРВ 777296, кл. Г 1615/08, 1980.1 ИЗГОТОВЛЕНИЯ МЕТАЛЛИЧЕСТЕ:ПЕЙ С УПРУГИМИ УСАМИтение относится к уплатехнике, а более конкретн,80 1357644 ты в широком диапазоне давлений и температур, Изобретение позволяет повысить надежность и долговечность работы уплотнителей, в том числе позволяет повторное их использование при пе. реработках соединений. Упругие усы уплотнителя после их механической обработки обжимают в гнезде жесткого недеформируемого приспособления, затем наносят предварительный слой покрытия и усы обжимают вновь, при этом . во внутреннюю полость усов подают давление и выдерживают определенное время, Затем наносят окончательный слой покрытияКачество изготовления каждого отдельного уплотнителя в партии оценивается па усилию обжатия усов и их герметичности. 2 з,п. ф-лы,7644 г для стабилизации охватывающего размера по уплотнительным поверхностямусов в каждой детали партии; для выявления дефектов материала и оценки5качества изготовления уплотнителейпо наличию трещин в усах и отклонениюусилия обжатия от заданного усилия(наличие разнотолщинности усов, нод-резки и местных утонений приводит кзначительному падению усилия обжатия)для выравнивания остаточных термических напряжений по длине усов эа счетих перераспределения в процессе на 15 гружения.Выполнение схватывающего размерапо уплотнительным поверхностямусов и осевого размера гнездажесткого приспособления больше требуемых для обжатия в штатном гнездена величину усадки усов в процессенагружения в приспособлении обуслов-,лено влиянием допусков на определяющие размеры усов при изготовлении,25 а также разбросом механических свойствисходного материала и термическихнапряжений заготовок на напряженноесостояние упругих усов,Величина усадки усов, упомянутыеразмеры прокладки и гнезда приспосо-,бления выбираются на основании опытной статистики, так как расчетное ихопределение весьма затруднительно,Ограничивающим фактором при выборе указанных параметров является аб 35солютная величина остаточной деформации при обжатии усов, которая вкрайнем сочетании всех дефектов (разнотолщинность и асиькетрия усов, местные утонения и подрезка, крайниепределы допусков на изготовление,неравномерность материала механических свойств материала заготовок итермических напряжений) не должнапревышать согласно экспериментальнымданным 30 от величины обжатия в гнезде приспособления, Исходя из штатных размеров для предлагаемого способа - гнездо 5,9мм, охватывающий+О, 055размер по уплотнительным поверхностямусов с учетом покрытия М 60 Ср 42Ц 0166,4 оо мм, экспериментально определены следующие размеры: охватывающийразмер по усам после изготовления Характеристика точности выполненияосновных размеров и статистика по. дефектам уплотнителя после его изготовления по предложенному способу приведена в табл. 2,Обжатие упругих усов уплотнителей(после их окончательной мехобработки)в специальном приспособлении с жестким недеформируемым гнездом, выполненным с наперед заданным микрорельефом уплотнительных поверхностей,при этом охватывающий размер уплотнителя по усам после мехобработки исоответствующий размер гнезда приспособления выполняют больше требуемыхштатных размеров уплотнителя и гнезда; размер уплотнителя выполняютбольшим на величину усадки усов принагружении в жестком гнезде приспособления, Под наперед заданным микрорельефом уплотнительных поверхностейгнезда приспособления понимается обеспечение повышенных требований к шероховатости и со"тоянию этих поверхностей (например, в два раза меньшая,чем в штатном гнезде, высота микронеровностей, огсутствие рисок, царапин, забоин и кольцевых следов от .мехобработки, более высокая, по сравнению со штатным, точность выполнения определяющих размеров гнезда).Данная технологическая операцияпредназначена для снижения получаемойв результате мехобработки волнистостиуплотнительных поверхностей усов; 55 1135Изобретение относится к уплотнительной технике, а более конкретно кспособам изготовления металлическихупругих уплотнителей для герметизации разъемных соединений магистралей,работающих в широком диапазоне давлений и температур, в том числе приодновременном воздействии пульсационных, вибрационных нагрузок, знакопеременных температур и при наличиираскрьггия стыков,Целью изобретения явлется повышение надежности работы уплотнителейпри раскрытиях стыка и повторном использовании при переборках соединенийза счет уменьшения и стабилизацииотклонений уплотнительных поверхностей усов от заданной формы и улучшения их микрорельефа после изготовления,Основные операции способа изготовления уплотнителей приведены в табл. 1 уплотнителя (до нанесения покрытия)6,45 оо мм; осевой размер гнезда+0,05приспособления. 6,16 мм, при этомуплотнитель считается кондиционнйм,зоне,3 13576если охватывающий размер по усам после обжатия в приспособлении находится в пределах 6,32 - 6,38 мм,Возможен контроль уплотнителя после мехобработки и обжатия в гнездежесткого приспособления, Данный контроль направлен на оценку качестваизготовления уплотнителя .Оцечка производится по величинеосевого усилия потребного для обжатия усов в жестком гнезде приспособления, охватывающему размеру по усампосле обжатия и наличию механическихповреждений (трещины, сколы) послеобжатия. 15Уплотнители, не обеспечивающиезаданные требования, подлежат отбраковке,Возможно повторное обжатие усовуплотнителя после нанесения предварительного слоя покрытия в гнездежесткого приспособления с одновременнь;и гидронагружением внутренней полости усов при наперед заданном давлении и времени выдержки с целью окончательного выравнивания волнистостиуплотнительных поверхностей усов, втом числе из-за разнотолщинности покрытия по периметру уплотнительныхусов; выравнивания и стабилизации 30напряженного состояния усов; снижения пластической деформации усов приобжатии в штатном гнезде; оценки работоспособности и герметичности уплотнителя под действующим давлним. 35Снижение до минимума волнистостиуплотнительных усов достигается засчет частичного обмятия и калибровкиповерхностей усов под действием осевого усилия от их обжатия в приспосо блении и от давления при гидронагружении внутренней полости усов, Гидронагружение усов давлением не тольковыравнивает напряженное состояниеусов, но и обеспечивает его стабилизацию в партии деталей. Кроме того,гидронагружение давлением несколькобольшым рабочего давления приводит кзаневоливанию усов, что в конечномразультате обеспечивает работу усов 50в размерах штатного гнезда в упругой В то же время введение контроля герметичности уплотнителя в процессе55 нагружения позволяет судить о работоспособности конкретно каждого уплотнителя и производить их отбраковку. 44 4Величина давления при гидронагружениии время выдержки уплотнителя под этим давлением выбираются на ос" новании расчета прочности, в котором за критерий приняты напряженное сосстояние усов и время релаксации напряжений с последующим их экспериментальным подтверждением.Для предлагаемого способа (рабог чее давление уплотнителя 700 кгс/смо температура среды минус 180 С) давление гидронагружения с учетом температуры выбрано 735 кгс/см , а времягвыдержки уплотнителя под данным давлением два часа, Указанное время выдержки оптимально как по технологичности, так и по достигаемому эффекту, так как согласно опытной статистики основная доля (852) пластической деформации усов при указанном давлении реализуется в первые 2 ч выдержкиопод нагрузкой, а оставшаяся часть в течение 20 ч,Перед проведением данной операции на кондиционный уплотнитель после его обжатия в жестком увеличенном по размерам гнезде приспособления наносят медное покрытие М 70, Затем уплотнитель вновь обжимают в жестком гнезде приспособления, при этом осевой размер гнезда устанавливается равным размеру штатного гнезда (из приспособления удаляются регулировочные шайбы), После выдержки (в течение 20 мин) внутреннюю полость усов гидг ронагружают давлением 735 кгс/см и выдерживают в течение двух часов; в процессе выдержки контролируют герметичность уплотнителя, Затем уплоткитель демонтируют, производят контроль размера по усам, дефектуют и производят цветной контроль усов на отсутствие микротрещин. После этих операций на уплотнитель наносят серебряное покрытие Ср 42. Положительный эффект от введения указанных технологических операций в предлагаемом способе изготовления уплотнителей заключается в том, что усы уплотнителя в штатном гнезде ра=ботают практически в упругой области (остаточная деформация усов составляет 57 от величины их обжатия, в то время как в уплотнителе по прототипу она достигает 453), что позволяет многократно использовать уплотнители при переборках (уплотнители по прототипу - одноразового использования);Б 13576 повышена надежность уплотнителей за счет отбраковки некондиционных уплотнИгелей в процессе изготовления; повышено качество уплотнительных по 5 верхностей усов эа счет устранения дефектов покрытия (поры, рыхлостность набросы) и органиэации профиля контактирующей поверхности за счет подмятия медного покрытия (серебряное покрытие повторяет исходный профиль поверхности); производится предварительная оценка работоспособности уплотнителя по его герметичности при уровнях рабочего давления.15Кроме того, использование, уплотнителей, изготовленных по предлагаемому способу, значительно повышает надежность и герметичность соединения,1, Способ изготовления металлических уплотнителей с упругими усами для разъемных соединений магистралей, 25 включающий механическую обработку заготовок и нанесение герметизирующего покрытия, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности работы уплотнителей при раскрыти- ЗО ях стыков и повторного их использования при переборках соединений за счет уменьшения и стабИлизации отклонений уплотнительных поверхностей Таблица 1 еханический пресс отовление поковки чь термическая Станок токарный, резцы, оправки б е нов механичес аготовки работ Чистова ческая. обки с учето азмеры потия усов е ж работкавлиянияследующе гото.а еео об Обжати нителя Приспособление с гидронтелем и жестким недефоргнездом пругихжестк сов уплгнезде уа- уемы:онтроль уплотниальваническая ваит Цве тел электроФормула изобретения Термическая обработка поковки 44 6усов от заданной формы и улучшения ихмикрорельефа, упругие усы уплотнителя после механической обработки обжимают в посадочном месте жесткогонедеформируемого приспособления, выполненного с наперед заданным микрорельефом уплотнительных поверхностей,затем на уплотнитель наносят предварительный слой покрытия и усы обжимают вновь, при этом внутреннюю полость между усами уплотнителя гидронагружают и выдерживают при напередзаданном давлении и времени выдержки,после чего наносят окончательныйслой покрытия, причем охватывающийразмер по уплотнительным поверхностямусов при механической обработке иразмер гнезда приспособления выполняют больше на величину усадки усовпри нагружении уплотнителя в жесткомприспособлении. 2, Способ по п, 1, о т л и ч а - ю щ и й с я тем, что контроль качества изготовления уплотнителей производят по величине усилия обжатия и степени герметичности усов уплотнителя прн его нагружении в посадочном месте жесткого приспособления.Э. Способ по и. 1, о т л и ч а - ю щ и й с я тем, что усы нагружают давлением на 5-107 больше рабочего в течение не менее одного часа,135/644 Меднение уплотнителя Полировка уплотнительныхповерхностей Повторное обжатие упругихусов и гидронагружение вжестком гнезде при давлениях на 5-10% большим рабочего с выдержкой до двухчасов Цветной контроль уплотнителя. Серебрение уплотнителя Контроль и дефектация уплот- Мерительный инструментнителя Таблица 2 0,05 (допуск ,0,015 мм односторонний) севой размер поотнительным повостям усов о 0,01 мм 0 Неплоскостность уплотнительных поверх со о До 0,01 мм повсему периметр 02 мм на дли мм олнистоельных уплофгни- ерхностей ус Состояни плотиноверхностеи;нения исов тельныхпоспе мобжатия Отсутстви не и номер- онтакт ыхлостности меди ояниепокрыти утствие рытият после серебрения пок бол ее оры ти, е д азно волосовиныпускаютсятолщинностия - не0 О 1 мм Приспособление для закреплениядетали Станок токарный, приспособлениедля полировки Приспособление с гидронагружателем и жестким недеформируемымгнездом Гальваническая ванна, электролитприспособление для закреплениядетали о- Четкий рав ный след с обжатие10 1357 Ь 44 Продолжение табл.2 3 4 Составитель И. ПащенкоРедактор Г. Гербер Техред М.Ходанич Корректор И. Муска Тираж 804 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб., д, 4/5 Заказ 5981/34 Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 Состояние герметич- Негерметичностьности в штатном гнез;, не допускаетсяде при цеховых испы- таниях Из 50 шт. испытан- По результатам раз-, ных устройств два резки двух негермеимели отклонения тичных уплотнитепо герметичности лей обнаруженаразнотолщинность усов до 0,22 мм, что явилось причиной негерметичности; данные уплотнители отбракованы