Многочисленные типы металлических уплотнений

Для гидравлических исполнительных механизмов самолетов и ракет были разработаны и применяются многочисленные типы конструкций подвижных металлических уплотнений. Большинство из них основаны на принципе двухступенчатого уплотнения с применением различных методов компенсации внутреннего давления и деформации сопряженных поверхностей под действием нагрузок. Для получения дополнительной эластичности применяются многоступенчатые уплотнения и манжеты.

Другой конструктивной разновидностью является уплотнение металлическим кольцом круглого сечения, обработанным с жесткими допусками. Кольца устанавливают в канавках специальной формы. Контактное давление, необходимое для надежной герметизации сопрягаемых поверхностей в подвижном и неподвижном положении, достигается в результате пластической деформации под действием рабочего давления. Слой смазки между штоком и кольцом создает при движении несущую способность, достаточную для предотвращения заклинивания. При подаче высокого давления на уплотнительном кольце развивается усилие, под действием которого кольцо деформируется и закрывает зазор между ним и штоком, в результате чего создается необходимая герметизация.

Существуют многочисленные типы металлических уплотнений, обеспечивающих герметизацию при ограниченной утечке. Простейшим уплотнением такого типа является малый зазор между подвижной и неподвижной поверхностями. По этому способу уплотняются поршни различных гидроцилиндров, золотников и насосов. Часто для смазки и центрирования уплотняемых деталей по периферии уплотнения делают разгрузочные канавки. Хотя такие канавки похожи на обычное лабиринтное уплотнение пневматических систем, герметизация в них создается в основном за счет вязкого трения жидкости при течении через капиллярный кольцевой зазор между поршнем и корпусом. Небольшие потери на утечку в таком уплотнении обусловлены расширением жидкости и вихревым рассеянием энергии при резком сжатии и расширении зазоров в канавках. Поэтому гидравлические уплотнения такого типа подчиняются законам ламинарного течения, т. е. утечка жидкости в кольцевом зазоре пропорциональна величине зазора в третьей степени и перепаду давления и обратно пропорциональна ширине уплотнения в направлении потока.

В большинстве случаев металлические уплотнения рекомендуется применять только тогда, когда это необходимо из-за высоких температур. До последнего времени не созданы стандартные конструкции таких уплотнений, хотя многочисленные исследования привели к разработке удовлетворительных конструкций.