Warum erhabenes Gesicht zum Zusammenfügen von Teilen?

Bei der Konstruktion mechanischer Teile in einer Baugruppe sind die Passflächen manchmal erhabene Flächen. Mir wurde gesagt, es soll ein besseres Siegel liefern. Bei Rohrleitungen (Flanschen) scheint es jedoch ein Konsens zu sein, dass ein Flansch mit erhöhter Fläche keine zusätzliche Dichtungsfunktionalität bietet, sondern mehr mit der Herstellungsmethode (geschmiedet oder gegossen) zu tun hat.

Meine Frage bezieht sich nicht unbedingt nur auf Rohrleitungsflansche, sondern auf die Konstruktion von Teilen im Allgemeinen. Ist es wünschenswert, eine erhöhte Fläche für die Verbindung von Teilen zu verwenden, und wann (immer, manchmal usw.)?

Im Allgemeinen würden Sie die Passflächen anheben, um die Bearbeitung zu vereinfachen.

Wenn die Oberfläche über das umgebende Material angehoben wird, müssen Sie sich nicht so viele Gedanken über Werkzeuge machen, die mit den Kanten des Features kollidieren, und es ist ziemlich intuitiv, dass das Überfliegen einer erhöhten Oberfläche einfacher ist als das Bearbeiten einer vertieften Tasche und die Menge minimiert von Material, das Sie entfernen müssen.

Wenn Sie eine erhabene Oberfläche mit etwas Fleisch bearbeiten, können Sie sich auf Oberflächengüte und Ebenheit konzentrieren, ohne sich um die genaue Schnitttiefe zu kümmern, und Sie müssen mit Material arbeiten, wenn Sie ein Teil nacharbeiten müssen während der ursprünglichen Herstellung oder Wartung / Reparatur im Betrieb.

Eine erhabene Oberfläche bedeutet auch, dass die Gesamtabmessungen der zusammenpassenden Teile weniger genau sein können, da sich leicht übergroße Teile nur überlappen, anstatt irgendetwas zu stören.

In vielen Fällen erfolgt dies aus Gründen der Präzision.

Beispielsweise wird ein Motorblock häufig sandgegossen. Alle Passflächen im Gussmeister sind überdimensioniert, mit der Absicht, dass sie später auf ihre endgültige Größe gefräst werden. Da das Fräsen um Größenordnungen präziser ist als das Gießen, führt dies - wo erforderlich - zu einem gleichmäßigeren Ergebnis, während die niedrigeren Gesamtkosten des Gießprozesses beibehalten werden.

Oberflächen auf einer zweiteiligen Gegenbaugruppe, die zur Abdichtung erforderlich ist, müssen so gestaltet sein, dass die Dichtung als Dichtung fungiert. Das klingt zwar offensichtlich, scheint aber zu vielen Designern entgangen zu sein, und Entwürfe, die versuchen, sich auf die Eigenschaften der Verbindungsmaterialien zu stützen, sind zu häufig. Während solche Konstruktionen im Neuzustand funktionieren können, sind "Eigenschaften des Verbindungsmaterials" häufig zeitlich variabel, und Murphy stellt sicher, dass die Variation in den meisten Fällen in eine unerwünschte Richtung verläuft. (Eine Ausnahme bilden in vielen Fällen die "Silikonkautschuke". Wenn diese anfänglich abdichten und Materialien verwenden, die ordnungsgemäß auf die verbundenen Materialien abgestimmt sind, sind Lebensdauern von mehr als 20 Jahren keine Seltenheit.)

Bei der Abdichtung gegen eine Druckdifferenz besteht eine vereinfachende Perspektive darin, dass die Kraft pro Fläche an den Dichtungsoberflächen vom Material im Rohr geringer sein muss als die Kraft pro Fläche, die von allen Dichtungsdruckquellen ausgeübt wird. Dieser Satz mag seltsam klingen, ist aber so geschrieben, weil es mehr als eine Quelle für Dichtungsdruck geben kann.

Die offensichtliche Quelle des Dichtungsdrucks sind die Schrauben, die die Verbindung halten.
Ein offensichtlicher Weg, um sicherzustellen, dass das Verschrauben von "psi" (lbf / in ^ 2, Pa, ...) maximiert wird, besteht darin, die Fläche zu minimieren, so dass für eine gegebene Verschraubungskraft "mehr Druck besteht, um herumzugehen".

Erhöhte Flansche ermöglichen die Gestaltung formaler Dichtungsbereiche und die Minimierung des Bereichs.
Ohne solche erhabenen Bereiche wird der Dichtungs-Psi reduziert.

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Ein anderes weniger offensichtliches und außerordentlich nützliches Mittel zum Ausüben von Dichtungsdruck besteht darin, den Innendruck zu verwenden, um seine eigenen Dichtungskräfte zu erzeugen. Dies ist das Prinzip, das von "O-Ringen" verwendet wird, die eine Druckdifferenz verwenden, um einen flexiblen Ring derart zu verformen, dass der Dichtungs-psi den Leck-psi von derselben Druckquelle überschreitet. Während O-Ringe leicht nach Standardregeln und -tabellen entworfen werden können, beinhalten sie tatsächlich sehr schwarze Magie, und zahlreiche kostengünstige Designs, bei denen O-Ringe verwendet werden, verwenden tatsächlich nur gequetschte Ringe aus flexiblem Material. Der Unterschied zwischen einer echten O-Ring-Dichtung und etwas gequetschtem Gummi liegt in der richtigen Konstruktion und Herstellung sowie in einem relativ geringen zusätzlichen Aufwand. Der Leistungsunterschied ist unvergleichlich.