|
Поршни большого диаметра, работающие при низких температурах и невысоких давлениях (например, в гидравлических, пневматических и вакуумных цилиндрах), уплотняют лабиринтными канавками или резиновыми кольцами. При более высоких давлениях применяют манжетные уплотнения . Наиболее надежное и универсальное уплотнение, способное работать при высоких температурах и держать самые высокие давления, - это уплотнение поршневыми кольцами. Оно применяется для уплотнения жидкостей и газов.
Поршневые кольца. Поршневое кольцо представляет собой разрезное металлическое кольцо (обычно прямоугольного сечения), устанавливаемое в канавках поршня. Диаметр кольца в свободном состоянии больше диаметра цилиндра. При вводе в цилиндр кольцо сжимается и благодаря собственной упругости плотно прилегает к стенкам цилиндра по его окружности, за исключением узкого канала, образованного разрезом (замком) кольца.
Поршневые кольца при работе прижимаются к стенкам цилиндра не только силами собственной упругости, но и давлением рабочей жидкости (или газа), проникающей в поршневые канавки и действующей на тыльную поверхность поршневого кольца. Это давление может во много раз превышать давление, вызванное силами собственной упругости колец; оно играет основную роль в уплотняющем действии поршневых колец. Натяг колец при вводе в цилиндр является лишь предварительным условием создания этого давления.
По принципу действия уплотнение поршневыми кольцами с этой стороны очень близко к манжетному уплотнению. Как и там, уплотняющий элемент прижимается к стенкам цилиндра силой, пропорциональной уплотняющему давлению.
С другой стороны, уплотнение поршневыми кольцами похоже на лабиринтное уплотнение. Кольца устанавливают в поршневых канавках с торцовым и радиальным зазорами. Будучи прижаты к стенкам поршневых канавок, кольца образуют ряд кольцевых полостей. Рабочая жидкость (или газ), проникающая в полость первого поршневого кольца, может перейти в следующую кольцевую полость только через узкую щель в замке кольца. При прохождении через щель давление жидкости падает; этот процесс повторяется при перетекании жидкости в каждую последующую полость. В результате в последней полости давление жидкости будет гораздо меньше, чем в первой.
Обычно давление в уплотняемой полости цилиндра циклически колеблется от максимума (при рабочем ходе поршня) до нуля (при обратном ходе поршня); волна жидкости, устремляющаяся в уплотнение, имеет ограниченный запас энергии, который может быть полностью рассеян в уплотнении. При этих условиях лабиринтное уплотнение может быть вполне герметичным.
Для увеличения надежности уплотнения устанавливают последовательно несколько колец (обычно три). В уплотнениях, подверженных действию высоких давлений, устанавливают 5-10 колец, иногда и больше.
| 
