Классификация кольцевых фланцевых соединений в зависимости от характера сопряжения фланцев

Рис. 4. Виды кольцевых фланцевых соединений:
а — симметричное; б … з — несимметричные;
б — первого рода; в … д — второго рода;
е … з — третьего рода.

В машиностроении часто используются детали с контактирую­щими симметричными (рис. 4, а) и несимметричными (рис. 4, б…з) кольцевыми фланцевыми соединениями.

Все симметричные и несимметричные фланцевые соединения можно разделить на два типа в зависимости от характера сопря­жения фланцев. Соединения с внутренними кольцевыми уплот­нениями и с конструктивным зазором между внутренними тор­цами фланцев (рис. 4, а; рис. 1, тип А) называют фланцевыми соединениями типа А, а соеди­нения с торцами, непосредственно прилегающими друг к другу (рис. 4; рис. 1, тип Б), — фланцевыми соединениями типа Б.

Соединения типа А составляют, например, стандартные фланцы для трубопроводов.

К соединениям типа Б относят соединения деталей гидротурбин, а также других машин и аппаратов. Элементы с такими сое­динениями часто претерпевают не только осевое усилие и внутреннее давление, но ещё и изгибающие и крутящие моменты. Внутреннее давление в таких конструкциях удерживается мяг­кой неметаллической прокладкой, располагаемой внутри окружности болтов или шпилек, и плотно прижатыми шлифованными приторцевыми поверхностями фланцев.

Несимметричные кольцевые фланцевые соединения

Несимметричные кольцевые фланцевые соединения первого рода

Фланцевые соединения узлов машин, состоящие из двух

• предварительно напряженных

• плотно прилегающих

• неодинаковых

кольцевых фланцев, являющихся наружными или внутренними продолжениями двух неодинаковых оболочек переменной жесткости и малой конусности при воздействии на них осевого усилия и внутреннего давления, называются несимметричными фланцевыми соединениями первого рода (рис. 4, б). Детали с такими соединениями широко применяются в гидротурбиностроении и в других отраслях машиностроения. К ним относятся, например, трубчатые валы гидротурбин, корпуса затворов, трубопроводы ГЭС и др.

Несимметричные кольцевые фланцевые соединения второго рода

Фланцевое соединение называют несимметричным соединением второго рода, если два неодинаковых наружных фланца соединены с оболочками различного типа: один — пологой конической или сферической оболочкой, а другой — с оболочкой переменной жесткости и малой конусности или один — с конической, сферической или цилиндрической оболочкой, а другой — с кольцевой пластиной (рис. 4, в…д).

В машиностроении используются разнообразные ответственные конструкции, снабженные такими фланцевыми соединениями. К ним относятся, например:

• соединения крышек и днищ с корпусами рабочих колес поворотнолопастных гидротурбин,
• соединения корпуса реакторов с крышками,
• днищ с корпусами резервуаров и др.

Несимметричные кольцевые фланцевые соединения третьего рода

Фланцевое соединение называется несимметричным соединением третьего рода, если два неодинаковых фланца, один из которых наружный, а другой — внутренний по отношению к оболочкам, соединяют конструкции, образованные из конических и цилиндрических оболочек (рис. 4, е…з).

Кольцевые фланцевые соединения третьего рода применяются в машиностроении, как, например:

• крышки рабочих колес,
• верхние ободья радиально-осевых рабочих колес с валами гидротурбин,
• различные детали специзделий и др.

Современные материалы, применяемые при из­готовлении уплотнений, позволяют использовать эти изделия во всех отраслях промышленности и народного хозяйства.

Уплотнительные материалы применяются для герметизации соединений и систем, что в свою очередь обеспечивает бесперебойную работу оборудования.

При выборе прокладок, также как и для других де­талей фланцевого соединения, необходимо иметь в виду обязательные характеристики: рабочая среда, номинальное давление, рабочая температура, соот­ветствие уплотнительной поверхности фланца.

Также уплотнительные материалы должны от­вечать следующим необходимым требованиям: упругость, стойкость к среде, в которой работают, сохранение своих физических свойств при рабо­чей температуре среды и антикоррозийность. При использовании металлических прокладок металл не должен деформировать уплотняющие поверх­ности фланца, поэтому металл прокладок должен иметь твердость ниже, чем металл уплотняемых поверхностей фланцев.