Что такое сальник
Сальник — это уплотнительный элемент для вращающегося вала или поступательно двигающегося поршня. Широко применяется в машиностроении и используется почти во всех агрегатах, имеющих выходящие наружу подвижные детали.
На самом деле эту деталь правильно называть уплотнительной манжетой. А название «сальник» пришло из эпохи конных повозок. Тогда на ось, чтобы из точек контакта с втулкой не уходило масло, наматывали войлок, пропитанный салом. Кстати, аналогичную по принципу работы сальниковую набивку, состоящую из войлочного шнура или кольца, перестали использовать относительно недавно, лет 30 назад.
Для чего нужен сальник
Задача уплотнительной манжеты — герметично разграничить внешнюю (уличную) и внутреннюю рабочую среду. Это необходимо по двум причинам:
- предотвращение попадания внутрь узла пыли, грязи и влаги;
- предотвращение просачивания масла (или газа) через выходящий вал или поршень.
Устройство сальников
Рассмотрим типичный сальник уплотнения вала. Внешне деталь представляет собой кольцо, выполненное из эластичного износостойкого упругого материала. В зависимости от задачи этот материал (обычно те или иные виды каучука) имеет устойчивость к воздействию агрессивной среды узла. Например, сальник коленвала сделан из маслобензостойкого каучука, чтобы не допустить разбухания и потери рабочих свойств. Кроме того, он рассчитан на довольно высокие рабочие температуры.
Внутри манжеты установлена пружина. Ее задача — прижимать рабочую кромку сальника к валу. Но прямой контакт кромки и вала возможен только при выключенном двигателе или малых оборотах. А большую часть времени непосредственного контакта сальника с валом не происходит. Об этом поговорим ниже.
Из чего состоит сальник
Несмотря на кажущуюся простоту, на чертежах сальник описан полутора-двумя десятками пунктов. Все перечислять не будем, приведем основные.
- Металлический каркас. «Скелет» сальника, на который наплавляется эластичный материал, видимый снаружи.
- Рабочая кромка. Это внутренний периметр сальника, который непосредственно контактирует с подвижной деталью. Именно рабочая кромка не позволяют маслу просачиваться наружу.
- Пружина. Позволяет рабочей кромке плотнее обхватывать вал или шток.
- Внешняя кромка пыльника. Почти то же, что рабочая кромка, но диаметром на несколько десятых миллиметра больше. Таким образом, контакта с валом или штоком не имеет, но прилегает к нему почти вплотную, защищая от грязи снаружи.
- Маслосгонная (маслоотражающая) насечка, нанесенная между кромками. Иногда также наносится непосредственно на рабочую кромку. Такие насечки есть только на сальниках, которые установлены на вращающемся валу. Нужны для эффекта турбинного колеса — чтобы масло, находящееся в зоне кромок, стремилось по валу обратно вовнутрь агрегата, а не наружу через сальник.
Как работает сальник
Глобально можно выделить два вида: для уплотнения деталей, работающих на выдвижение/задвижение (штоков) и для уплотнения вращающихся валов. Рассмотрим оба варианта.
Сальники для штоков
Все просто: рабочая кромка (или кромки, если их несколько) сальника плотно прилегают к штоку в процессе его перемещения. Пример — сальники внутри гидроцилиндров техники или амортизаторов подвески.
Сальники для валов
Здесь физика процесса сложнее. Дело в том, что даже самый откалиброванный вал имеет микробиения (эксцентриситет). На малых оборотах это не критично — рабочая кромка сальника плотно обхватывает вал и не допускает протечек. Но когда обороты повышаются, биение достигает такой частоты, при которой кромка отходит от поверхности вала на несколько сотых или даже десятых миллиметра. Здесь и работают маслосгонные насечки — они отталкивают масло от зазора, предотвращая его проникновение наружу. А сальник начинает работать по принципу гидродинамического подшипника — когда между рабочей кромкой и валом возникает тончайшая масляная подушка.
Виды сальников
Основных типов О-образных манжет два — каркасные и бескаркасные. Как видно из названия, первые имеют под слоем каучука металлическую основу. Вторые полностью выполнены из упругого материала. В остальном, за исключением этой особенности, по конструкции они идентичны. Большинство автомобильных сальников большого размера (типа сальника коленвала) — каркасные. Маленькие (уплотнения штоков внутри КПП и т. п.) — бескаркасные.
Помимо отличий в «скелете», сальники различаются количеством и формой кромок. Вместе с кромкой пыльника (если она есть) их может быть одна, две, три и более. На самом деле вариаций сальников огромное множество. Каждый бренд может рассчитать собственную форму манжеты, поэтому у производителей агрегатов обычно есть собственный каталог уплотнений.
Размеры сальников
Как отметили выше, количество видов и размеров не поддается точному анализу. Тем не менее разобраться в маркировке несложно. В классическом обозначении указано три ключевых параметра в миллиметрах: диаметр внутренний, диаметр внешний и высота. Например: 30×45×8. Бывает и наоборот: сначала идет внешний размер, а затем уже внутренний и высота.
Читайте также: