Проектирование резиновых уплотнений

[Шайтан 1]

Уважаемые коллеги. Прошу помощи в проектировании специфичного резинового уплотнения.
Требуется уплотнение, для герметизации соединения Эскиз , снаружи атмосфера, внутри создается давление жидкостью. Труба поз. 1 внутри не обработана, так же давление ее деформирует, поэтому обычное уплотнение тут не подойдет, планируется закачивать в полость А газ и держать под давлением во время работы, чтобы уплотнение расширялась вместе с деформацией трубы. Хотелось бы услышать Ваше мнение по поводу данной задачи, как бы еще можно реализовать герметизацию полости. К этому варианту у меня тоже есть вопросы:
1) Возможно ли производство такого изделия в принципе? 

2) Посоветуйте литературу по расчету уплотнений, какие требования предъявляются к материалу и самому соединению. С резинами и уплотнениями работал посредственно, со стандартными.

3) Насколько мне удалось понять: твердость резины обратна ее эластичности? То бишь твердую прочную резину не деформируешь, а мягкую легко деформировать, но легко и повредить? 
4) Если пункт 3 верен, то существуют ли технологии "склейки" разных видов резин, чтобы она сохраняла свои эластичные свойства и при этом рабочая поверхность не повреждалась, герметичность тоже чтобы сохранялась? Есть ли способы поверхностного упрочнения резины, как цементация стали или поверхностная закалка (это примеры, чтобы было понятнее чего я хочу сделать с этим бедным уплотнением, а именно с поверхностью Б)? Если армировать ее, поможет упрочнить слой, чтобы не пробило от первого заусенца внутри трубы?
5) Из каких материалов преимущественно идет производство резиновых уплотнений сложной формы? Это вопрос больше производственный, надеюсь тут есть люди, обладающие такой информацией.

6) Возможно ли армировать такое соединение к примеру стальной обечайкой Эскиз? 
Возможно глупые вопросы, не ругайтесь, пожалуйста. Впервые столкнулся с подобной задачей.

Все приложенные изображения являются примерными эскизами, с примерными размерами, которые в будущем будут уточняться. Сейчас стоит задача разобраться а можно ли и как сделать сие чудо инженерной мысли.
Мне нужен вектор, в направлении которого двигаться, решить задачу не прошу, но замечания/идеи по поводу улучшения приветствуются, буду рад!
 

[AlexArt 278]

Да.

Посмотрите ролики про самогонные аппатраты 

Направление задал.

[maxx2000 583]

У меня всего один вопрос.

Почему нельзя обработать трубу поз.1 и использовать обычный силиконовый (резиновый) шнур, на крайняк отлить прокладку нужного размера?? 

Изменено 11 января пользователем maxx2000

[Шайтан 1]

4 минуты назад, maxx2000 сказал:

Почему нельзя обработать трубу поз.1

Можно, но смысл в том, чтобы деформировать трубу давлением, следовательно обрабатывай/не обрабатывай контакт может исчезнуть в зависимости от деформации.

[maxx2000 583]

Тема не раскрыта. Вызывайте пояснительную бригаду

Предположу то это что-то из области гидроформовки металла , так там в качестве уплотнения сварочный электрод  

Изменено 11 января пользователем maxx2000

[Шайтан 1]

13 минут назад, AlexArt сказал:

Направление задал.

Аппарат  Если Вы имели ввиду обведенное зеленым маркером уплотнение, то не подойдет, торец трубы не доступен.

2 минуты назад, maxx2000 сказал:

Тема не раскрыта.

Гидроразжим, фиксация в гильзе произвольной формы профиля. Простите за корявые движения мышкой, надеюсь понятно...

[maxx2000 583]

@Шайтан

 

[Шайтан 1]

1 минуту назад, maxx2000 сказал:

@Шайтан

 

Замечательное видео, только не хотелось бы целый завод строить под разжатие труб. Суть та же, но реализация приведена выше в рисунках. 

[maxx2000 583]

ну так кто из нас конструктор на производстве? Направление дано, развивай, конструируй, отсеки всё лишнее, то что осталось адаптируй под возможности. Не забудь тут видос показать 

[Шайтан 1]

Только что, maxx2000 сказал:

Направление дано, развивай, конструируй, отсеки всё лишнее, то что осталось адаптируй под возможности. 

Направление хорошее, но некорректное в моем случае, чтобы его реализовать трубу надо закупорить, а потом раскупорить изнутри, т.к. доступ есть только с одного конца трубы, к другому нет. К тому же в видосе насколько мог увидеть, рабочий орган заходит в форму, которая ограничивает область деформации изделия, у меня же эту область надо локализовать, чтобы не вся труба по швам трещать начала, а только в области гильзы.
Чем Вам мое направление не нравится? 

[maxx2000 583]

20 минут назад, Шайтан сказал:

чтобы не вся труба по швам трещать начала, а только в области гильзы.

 

21 минуту назад, Шайтан сказал:

трубу надо закупорить, а потом раскупорить изнутри, т.к. доступ есть только с одного конца трубы

И первое и второе решаемо, как подать жидкость с одной стороны . Уж не обессудь но решение на поверхности. На словах писать многа букв, а картинки с техническим решением рисовать это уже определенная работа.

[Павлуха 512]

2 часа назад, Шайтан сказал:

1) Возможно ли производство такого изделия в принципе? 

 

 

Уплотнитель фонаря кабины самолёта так устроен.

Закрываются замки, потом подаётся давление воздуха.

Резинка довольно мягкая.

[Шайтан 1]

54 минуты назад, maxx2000 сказал:

Уж не обессудь но решение на поверхности.

Я даже схематично его изобразил! Вопрос не в этом немного. Гидроформовка это да, то направление в котором я изначально двигался, со своими нюансами есессна, но интересовали вопросы под пунктами 1-6 или принципиально новое направление. Буду рад если про это выскажете свои комментарии, если нет - спасибо за все сказанное ранее!

[maxx2000 583]

Надо сначала смоделировать деформацию трубы, потом посмотреть как деформируется труба в зоне уплотнения, а она деформируется это ты и сам понимаешь. я не думаю что ты найдёшь материал достаточно твёрдый, но при этом способный значительно меняться в размерах. Склеить 2 материала? добавится 3 переменная клей. Возможно будет достаточно поиграть с шириной кольца и(или) придётся на деформируемую трубу городить обечайку (форму). Т.е. по сути примитивно повторить процесс на видео.

Изменено 11 января пользователем maxx2000

[Шайтан 1]

46 минут назад, Павлуха сказал:

 

Уплотнитель фонаря кабины самолёта так устроен.

Закрываются замки, потом подаётся давление воздуха.

Резинка довольно мягкая.

Спасибо, покопаю в этом направлении.

[Шайтан 1]

9 минут назад, maxx2000 сказал:

Надо сначала смоделировать деформацию трубы, потом посмотреть как деформируется труба в зоне уплотнения, а она деформируется это ты и сам понимаешь. я не думаю что ты найдёшь материал достаточно твёрдый, но при этом способный значительно меняться в размерах. Склеить 2 материала? добавится 3 переменная клей. Возможно будет достаточно поиграть с шириной кольца и(или) придётся на деформируемую трубу городить обечайку (форму). Т.е. по сути примитивно повторить процесс на видео.

Именно поэтому я и спрашиваю, потому что есть мысли, но уверенности в них нет.
Деформация будет происходить по всему объему между уплотнителями (может даже за них пойти), будет уходить в конус от уплотнителя и расширяться у проточек в гильзе, при достаточном давлении труба нетолько выгнется в проточку, а частично повторит ее форму (моделировал через нелинейный анализ). Из-за конуса уменьшается площадь контакта. Идея - подкачивать воздух в уплотнитель, чтобы необходимую площадь контакта сохранить. Он (материал) должен быть не только пластичным, но и твердым, чтобы не пробить его. Однако полагаю это взаимоисключающие понятия: пластичность и твердость. Значит идея на уровне утопии. 
Площадь контакта и размеры уплотнителя не указывал целенаправленно, т.к. расчеты не производил. Пока читаю Аврущенко, посоветуйте может что получше на Ваш взгляд, если читали.
Еще была мысль взять пластичный материал, но сделать его толще, дабы если и повреждался, то не на критичную для разрыва глубину. 
Про склейку были сомнения, но не спросить я не мог, так как не в курсе нынешнего положения дел в области резиновых изделий. Вдруг повезло бы?

@maxx2000 По поводу склейки тут пример.
@Павлуха Спасибо, с Вашей наводки нашел даже некоторые примеры, копаю дальше.

[maxx2000 583]

для начала я бы ограничил зону деформации кольцами снаружи трубы, дальнее придётся похоронить в конструкции, на прокладки рассматривал бы полиуретан. Для герметизации прокладку сжимал бы между двумя конусными шайбами расположенными конусами внутрь прокладки. Опять же не зная масштаба и нюансов затеи тяжело что либо советовать.

[Шайтан 1]

3 минуты назад, maxx2000 сказал:

для начала я бы ограничил зону деформации кольцами снаружи трубы, дальнее придётся похоронить в конструкции, на прокладки рассматривал бы полиуретан. Для герметизации прокладку сжимал бы между двумя конусными шайбами расположенными конусами внутрь прокладки. Опять же не зная масштаба и нюансов затеи тяжело что либо советовать.

Я ограничил зону давления этими кольцами взял на глаз 2300 мм между уплотнителями, однако один конец трубы я сделал свободным (без металла, торец), а второй с металлом (труба уходит за зону давления, ну очевидно что где был металл-там конус, где торец - повторил очертания гильзы и на этом все. Проводил чисто для визуализации процесса, чтобы понимать ситуацию внутри.
Масштаб: 2000 мм внутренний диаметр +-100 мм, тощина стенки 60+-10 мм, пока так, больше наверное уже некуда, однако если решу эту проблему, то уменьшить масштаб не составит никакого труда. Масштаб просто гигантский, хотя с чем сравнивать.
Про конусные шайбы таким образом предполагаете устанавливать? Выглядит достаточно многообещающе, есть над чем подумать, спасибо. Если я правильно изобразил, то избыточное давление само будет себя герметизировать за счет выдавливания прокладки, однако после работы как выколупывать то? Подумаю над этим, спасибо!
 

[maxx2000 583]

думаю даже в 100мм трубу  можно впихнуть всё то что я озвучил. но толщина стенки 60мм, карл. Это только взрывом формовать и то ядерным

6 минут назад, Шайтан сказал:

таким 

Нет. Прокладка из полиуретана зажата между двумя стальными конусными шайбами, шайбы стягиваются винтом сдавливая прокладку тем самым расширяя её. 

https://youtu.be/nEWDY19k-nE?si=yuk6dr56xQ-saBdk

 

Изменено 11 января пользователем maxx2000

[Шайтан 1]

Моя невнимательность, извиняюсь. Думал про испытания шла речь, но перечитал-осознал. Зона деформации ограничена гильзой, по плану она больше, чем расстояние между уплотнителями. Хоронить в конструкции 2 куска металла ф2000мм кажется дороговато. 
Еще раз простите мою невнимательность.