Манжета
Почему резиновое кольцо годами держит масло в редукторе, хотя вал под ним все время крутится? Разбери манжету на каркас, кромки и пружину и посмотри, что прижимает кромку к валу.
Манжета держит масло, хотя вал под ней крутится: пружина прижимает резиновую кромку к валу, а кромка скользит по пленке масла.
В мастерских манжету зовут сальником. Она сидит в корпусе неподвижно, а вал крутится внутри. Кромка касается его полоской шириной в десятые доли миллиметра, под ней пленка масла толщиной около микрона: она смазывает резину. Наружу масло не уходит, потому что кромка несимметрична: со стороны масла скат крутой, со стороны воздуха пологий, и при вращении неровности резины гонят масло обратно внутрь.
Поэтому манжету ставят строго пружиной к маслу. Не менее важен вал: под манжетой его закаливают и шлифуют врезным шлифованием, чтобы не осталось винтовых рисок. Винтовая риска работает как шнек: при вращении в одну сторону она гонит масло наружу. Канавка, протертая старой кромкой, тоже дает течь даже под новой манжетой. Как манжета живет в пыли карьера, разобрано в теме «Уплотнения: пыль и вода против подшипника».
- v
- Скорость скольжения, м/с. Окружная скорость вала под кромкой: v = π d n / 60 000, где d в мм, n в об/мин. Чем она выше, тем сильнее нагрев кромки.
- T
- Температура под кромкой, °C. Выше, чем у масла: кромку греет трение. Нитрильная резина держит примерно до 100 °C, фторкаучук примерно до 200 °C.
- Ra
- Шероховатость вала, мкм. Под манжету нужна Ra от 0,2 до 0,8: на слишком гладком валу кромке не хватает масла, на грубом вал работает как напильник.
Из чего состоит манжета
Модель Bilim.techМодель построена для сайта в открытой библиотеке build123d по типовым размерам манжеты 30×47×7: стальной каркас, резиновые кромки и браслетная пружина.
Что делает каждая деталь
Нажми «Показать на модели»: деталь подсветится, а остальные станут полупрозрачными.
- 01
Металлический каркас
Зачем. Стальное кольцо, основа манжеты. Держит форму, чтобы манжета плотно сидела в гнезде с натягом. Размер пишут тремя числами, например 30×47×7: вал, гнездо и ширина в мм.
Из чего. Штампованная тонкая сталь. Здесь каркас снаружи открыт, но часто его покрывают резиной: так манжета плотнее садится, и масло не просачивается по гнезду.
Износ. От ударов молотком по краю каркас мнется, манжета садится с перекосом и течет.
- 02
Рабочая кромка
Зачем. Резиновый выступ обжимает вал и держит масло. Со стороны масла его скат крутой, со стороны воздуха пологий: поэтому при вращении кромка подкачивает масло внутрь.
Из чего. Нитрильная резина (NBR) для минерального масла, фторкаучук (FKM) для горячих и быстрых валов. Резину вулканизируют прямо на каркасе.
Износ. Полоска касания расширяется, резина дубеет и трескается. Появляется масляный подтек, к нему липнет пыль.
- 03
Браслетная пружина
Зачем. Тонкая пружина, свернутая в кольцо, лежит в канавке за кромкой и обжимает ее по кругу. Держит прижатие, даже когда резина стареет, а вал немного бьет.
Из чего. Пружинная сталь, для воды нержавеющая.
Износ. Если пружина слетела при установке, манжета сразу течет. Ржавая пружина прижимает слабее.
- 04
Пыльник
Зачем. Вторая, тонкая кромка с наружной стороны, без пружины. Масло она не держит: ее работа не пустить пыль и воду к рабочей кромке.
Из чего. Та же резина: обе кромки формуют за один раз.
Износ. Пыльник работает почти сухим, поэтому при установке промежуток между кромками заполняют пластичной смазкой.
Где стоит
- Редукторы и мосты
Валы редукторов, хвостовики и полуоси мостов. В пыли карьера перед манжетой ставят лабиринт, а ступицы и бортовые редукторы закрывают торцевыми уплотнениями.
- Двигатель
Передний и задний сальники коленчатого вала держат масло в картере. Задний прячется за маховиком: чтобы его сменить, снимают коробку передач и маховик.
- Гидронасосы
Манжета на валу аксиально-поршневого насоса держит масло в корпусе. Если забит дренаж из корпуса в бак, давление растет и выдавливает манжету.
Как ломается и как это заметить
- Затвердевшая кромка
От перегрева резина дубеет, трескается и перестает следить за валом: появляется подтек. Причины: быстрый или горячий вал, не та резина, сухой пуск. Новую манжету перед установкой смазывают.
- Канавка на валу
Пыль под кромкой протачивает на валу канавку, и даже новая манжета на таком валу течет. Вал восстанавливают ремонтной втулкой или ставят манжету так, чтобы кромка легла рядом со следом.
- Ошибки при установке
Манжета, поставленная пружиной наружу, гонит масло наружу. Перекос при запрессовке дает течь с одной стороны, острые края шлицев режут кромку. Запрессовывают оправкой по всему каркасу.
Модель Bilim.techМодель построена для сайта в открытой библиотеке build123d по типовым размерам манжеты 30×47×7: стальной каркас, резиновые кромки и браслетная пружина.