Сальник — уплотнение валов¶
Сальник — это уплотнительное устройство, предназначенное для предотвращения утечки рабочей среды (жидкости или газа) через зазор между вращающимся валом и корпусом машины, а также для защиты внутренних полостей от попадания внешних загрязнений. Сальники применяются в насосах, компрессорах, редукторах, двигателях внутреннего сгорания, турбинах и другом вращательном оборудовании. Термин происходит от немецкого слова Sack, что означает «мешок» — так называли набивку, укладывавшуюся в полость вокруг вала.
¶Принцип работы
В классической конструкции сальникового уплотнения между валом и корпусом образуется кольцевой зазор. В этот зазор укладывается набивка — мягкий материал, который прижимается к поверхности вала и герметизирует зазор. При вращении вала набивка слегка прилегает к нему, создавая тонкий масляный или смазочный слой, обеспечивающий одновременно уплотнение и снижение трения.
Для предотвращения перегрева и износа набивки через сальниковую камеру часто прокачивается охлаждающая и смазывающая жидкость — вода, масло или специальная смесь. Такое устройство называется сальниковым охлаждением.
¶Виды сальников
По типу уплотнительного элемента различают:
- Набивные сальники — классический вариант, в котором зазор заполняется набивкой из льняного шнура, асбестового шнура, графитированной ленты или современных фторопластовых материалов. Набивка укладывается слоями в полость сальниковой камеры и поджимается сальниковой набивной гайкой. Требуют периодической подтяжки и замены набивки.
- Манжетные сальники (манжеты) — упругие кольцевые уплотнения из эластомера (натурального каучука, бутадиен-нитрильного, фторкаучукового или силиконового каучука) с армирующей вставкой. Манжета имеет рабочую кромку, которая прижимается к валу за счёт упругости материала и давления уплотняемой среды. Манжеты применяются в подшипниках колёс автомобилей, редукторах, электродвигателях.
- Сальниковые кольца — жёсткие кольца, часто из чугуна или бронзы, с набивкой между ними и валом.
- Механические торцевые уплотнения — сложные устройства с вращающейся и неподвижной торцевыми поверхностями, работающими в масляной плёнке. Применяются в высоконапорных и высокоскоростных насосах, где набивные сальники непригодны.
¶Материалы набивки
Исторически в качестве набивки использовали льняной шнур, пропитанный графитом или тавотом. Асбестовые набивки применялись в широком диапазоне температур, однако из-за канцерогенных свойств асбеста их производство и использование постепенно ограничивают. Современные набивки изготавливают из:
- фторопласта (ПТФЭ) с добавками графита или стекловолокна;
- арамидного волокна;
- графитовых колец;
- керамических колец;
- углеродно-графитовых материалов.
¶Сальник в двигателе внутреннего сгорания
В автомобильных двигателях сальниками называют уплотнения коленчатого вала — передний (на шкиву коленвала) и задний (на фланце маховика). Задний сальник коленчатого вала предотвращает вытекание масла из картера в зону сцепления и маховика. Передний сальник защищает от утечки масла в зону приводных ремней и шкивов.
Также сальниками называют уплотнения клапанных стержней (сальники клапанов), предотвращающие попадание масла в камеру сгорания через направляющие втулки клапанов. Износ сальников клапанов проявляется в повышенном расходе масла и образовании сизого дыма на выпуске.
¶Признаки износа
Основные симптомы неисправности сальников:
- потёки масла под двигателем или вокруг уплотняемого узла;
- снижение уровня масла без видимых течей;
- посторонний запах гари при попадании масла на горячие поверхности;
- в двигателе — увеличенный расход масла и сизый дым.
¶Замена и обслуживание
Набивные сальники подтягиваются сальниковой гайкой по мере износа набивки. При полном износе набивка разбирается и заменяется новой. Манжеты и механические торцевые уплотнения заменяются в сборе. При замене сальников коленчатого вала в двигателе обычно снимается приводной ремень, шкив и, в зависимости от конструкции, часть картера сцепления.
¶См. также
- Уплотнение (техника)
- Манжета (техника)
- Торцевое уплотнение
- Коленчатый вал
¶Источники
- Буров А. Н. «Конструирование и расчёт нефтегазоподъёмного и трубопроводного оборудования»
- Справочник «Машиностроение», том 3: «Детали машин»
- Классификация и технические условия на сальниковые набивки и уплотнения (ГОСТ)