Почему поднял лицо для сопрягающихся частей?

При проектировании механических деталей в сборке иногда сопрягаемые поверхности являются выступающими гранями. Мне сказали, что это должно обеспечить лучшую печать. Тем не менее, для труб (фланцев), кажется, существует консенсус, что выступающий фланец не обеспечивает каких-либо дополнительных функциональных возможностей уплотнения, но имеет больше общего с методом изготовления (ковка по сравнению с литой).

Мой вопрос не обязательно относится только к фланцам трубопровода, но и к проектированию деталей в целом. Желательно ли использовать приподнятое лицо на сопрягаемых деталях и когда (всегда, иногда и т. Д.)?

Как правило, вы должны поднять сопрягаемые поверхности, чтобы облегчить их обработку.

Поверхность, поднятая над окружающим материалом, означает, что вам не нужно слишком беспокоиться об инструментах, сталкивающихся с краями элемента, и довольно интуитивно понятно, что сглаживание поднятой поверхности является более простой операцией, чем обработка утопленного кармана, и это минимизирует количество материала, который вам нужно удалить.

Точно так же, если вы обрабатываете приподнятую поверхность с небольшим количеством мяса, вы можете сосредоточиться на чистоте поверхности и плоскостности, не слишком заботясь о точной глубине резания, и у вас есть материал для работы, если вам нужно переделать деталь во время первоначального изготовления или технического обслуживания / ремонта.

Поднятая поверхность также означает, что общие размеры сопряженных деталей могут быть менее точными, поскольку слегка увеличенные по размеру детали будут просто перекрываться, а не мешать чему-либо.

Во многих случаях это сделано ради точности.

В качестве примера, блок двигателя часто отливается песком. Все сопрягаемые поверхности в мастере отливки сделаны негабаритными, и предполагается, что позже они будут фрезерованы до их окончательного размера. Поскольку фрезерование на несколько порядков точнее, чем литье, это дает более стабильный результат - при необходимости - при сохранении более низкой общей стоимости процесса литья.

Поверхности на сопряженном узле, состоящем из двух частей, которые необходимы для обеспечения уплотнения, должны быть спроектированы так, чтобы уплотнение действовало как уплотнение. Хотя это кажется очевидным, похоже, что удалось избежать слишком многих дизайнеров, и дизайны, которые пытаются опираться на свойства соединительных материалов, слишком распространены. В то время как такие конструкции могут работать, когда они новые, «свойства соединительного материала» часто являются временным вариантом, и Мерфи гарантирует, что в большинстве случаев изменение имеет нежелательное направление. (Во многих случаях одним исключением являются «силиконовые каучуки». Если они изначально уплотняются и используют материалы, правильно подобранные к соединенным материалам, срок службы более 20 лет не является редкостью.)

В случае уплотнения по перепаду давления упрощенная перспектива состоит в том, что сила на площадь на поверхностях уплотнения от материала в трубе должна быть меньше, чем сила на площадь, создаваемая всеми источниками давления уплотнения. Это предложение может звучать странно, но написано так, потому что может быть более одного источника давления уплотнения.

Очевидным источником давления уплотнения являются болты, удерживающие соединение.
Очевидный способ гарантировать, что болтовое соединение «psi» (фунт / дюйм ^ 2, Па, ...) максимизируется, состоит в минимизации площади, чтобы было «большее давление, чтобы обойти» для данной силы болтового соединения.

Приподнятые фланцы позволяют проектировать области формования уплотнения и минимизировать площадь.
Без таких приподнятых участков уплотнение пси уменьшается.

Связанные с:

Другим менее очевидным и чрезвычайно полезным средством приложения давления уплотнения является использование внутреннего давления для создания собственных сил уплотнения. Это принцип, используемый «кольцами круглого сечения», которые используют перепад давления для деформации гибкого кольца таким образом, что давление на уплотнение превышает давление утечки на квадратный дюйм из того же источника давления. Несмотря на то, что уплотнительные кольца могут быть легко сконструированы с использованием стандартных правил и таблиц, на самом деле они действительно содержат очень черную магию, а многочисленные недорогие конструкции, в которых, по-видимому, используются уплотнительные кольца, на самом деле просто используют сжатые кольца из гибкого материала. Разница между настоящим уплотнительным кольцом и небольшим количеством резиновой крошки заключается в правильной конструкции и изготовлении и относительно небольших дополнительных затратах. Разница в производительности несопоставима.