Уплотнительные узлы и устройства

Герметизация конструктивных стыков РДТТ имеет исключительно важное значение в связи с тем, что твёрдотопливные двигатели представляют собой конструкции одноразового применения и не могут быть проверены в рабочем режиме. В большинстве случаев окончательно собранный двигатель не может быть испытан на герметичность рабочим давлением. Поэтому нужны высоконадёжные уплотнительные узлы. Конструкторами разработаны разнообразные системы уплотнений.

При конструировании уплотнительных узлов РДТТ следует различать требования по герметичности при воздействии эксплуатационных нагрузок, возникающих в процессе хранения и транспортирования (эксплуатационная герметичность), и требования по герметичности при работе двигателя (рабочая герметичность). При эксплуатации уплотнители работают при малых перепадах давлений. Для обеспечения эксплуатационной герметичности необходимо осуществить защиту от влаги герметизируемого объёма камеры сгорания и ограничить газовыделение из РДТТ в окружающую среду [1, 2].

При работе двигателя на уплотнители воздействуют высокие давления, значительные тепловые потоки, агрессивная среда, вибрационные нагрузки, но при этом утечка рабочих газов, приводящая к нарушению герметичности РДТТ, не допускается. При рабочих нагрузках изменяются геометрические размеры посадочных мест, а сами уплотнители деформируются. Влияние этих факторов оценивают при отработке РДТТ. Невозможность контроля окончательно собранного двигателя рабочим давлением обусловлена ограничением по предельному давлению герметизирующих рабочих сопловых заглушек, газопроницаемостью большинства эрозионностойких материалов, большим количеством клеевых соединений, которые обеспечивают работоспособность соединения при комплексном нагружении (не только давлением, но и температурными нагрузками) [1, 3].

Для обеспечения высокой надёжности уплотнительных стыков в РДТТ широко применяют дублирование уплотнительных узлов, устранение неконтролируемых стыков, применение высокочувствительных методов контроля, переход на неразборные стыки (сварные, паяные).

Различают подвижные и неподвижные уплотнительные узлы в зависимости от того, перемещаются уплотняемые поверхности относительно друг друга или нет. Подвижные уплотнения предназначены для герметизации узлов с вращающимися и поступательно движущимися парами (резиновые и резинотканевые манжеты, поршневые кольца и др.). По расположению уплотняющих элементов уплотнительные узлы подразделяют на торцовые и радиальные [1].

В РДТТ наиболее широко применяют уплотнения с металлическими прокладками (при относительно небольших диаметрах соединений и возможности осевой затяжки) и уплотнения с резиновыми кольцами круглого и эллиптического сечения. Оба уплотняющих элемента (металлические прокладки и резиновые кольца) после переборки двигателя должны заменяться [1].

При использовании алюминиевых и медных прокладок необходимо проводить повторную подтяжку соединения после определённой выдержки. Для повышения надёжности и работоспособности резиновые кольца целесообразно защищать фторопластовыми кольцами.

Марка резины выбирается в зависимости от условий эксплуатации (состава рабочей среды, температурного интервала работы РДТТ, внутрикамерного давления, времени воздействия рабочей среды, срока хранения).

Для надёжности герметичности используют различные герметизирующие составы типа унигермов или анатермов, а также конструктивно-технологические приёмы: уменьшение зазоров (повышение класса точности сопрягаемых деталей), использование посадок с натягом [1].

Уплотнительные узлы должны обеспечивать [1]:

- заданную норму негерметичности, выражаемую обычно через контрольную течь (в л×мкм рт. ст./с);

- надёжность и работоспособность узлов уплотнений в условиях эксплуатационных нагрузок;

- требования к монтажу уплотнений, исключающих их повреждаемость;

- требуемые гарантийные сроки при отсутствии регламентных работ;

- контролепригодность и доступность контроля;

- заданную степень обжатия для резиновых и полимерных уплотнителей с учётом гарантийного срока (релаксационных явлений), а также исключение перекручивания при монтаже.

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском: