§ 11.4.1. Разборные вакуумные соединения

В разборных вакуумных соединениях необходимо обеспечить герметичность стыка двух соединяемых деталей, близкую к герметичности сплошного материала. В месте соприкосновения двух деталей в результате механической обработки всегда остаются микронеровности, которые затрудняют получение вакуумно-герметичного соединения.

В качестве уплотнителей могут применяться смазки, резины, фторопласт, металлы.

Определим усилие деформации микровыступов, необходимое для обеспечения заданного значения натекания. Сделаем следующие допущения: 1) герметизируемая поверхность идеально гладкая; 2) микровыступы уплотнителя имеют форму пирамиды с углом при вершине 2α=150°С, а в основании пирамиды лежит квадрат (рис. 11.11); 3) высота микровыступов постоянна и равна Я; 4) возможность появления узких и глубоких рисок мала; 5) основания мик-ровыступов лежат в одной плоскости.

В процессе деформации микровыступов наблюдается их упрочнение вследствие пластической деформации, поэтому зависимость между напряжениями и деформациями в поверхностном слое запишем в виде степенной функции:

Здесь

где ε — обобщенная относительная деформация микровыступов; σ — напряжение в зоне контакта; σs — предел текучести материала уплотнителя; εs — относительная деформация микровыступа, соответствующая напряжению σs', n — показатель степени (0≤n≤1); для идеально пластичных материалов n=0, а для идеально упругих n=1; Е — модуль упругости материала уплотнителя.

На рис. 11.12 приведена зависимость контактных напряжений от относительной деформации высоты квадратных пирамид с углом при вершине 150° для образцов из отоженной меди МБ. Кривая 2 получена экспериментально, а кривая 1 получена по формуле (11.1) при В = 580 МПа и n=0,29.