Вакуумні з’єднання — з’єднання за допомогою спеціальних пристроїв, у яких створюється вакуум, необхідний для забезпечення перебігу різних технологічних процесів. За конструктивними ознаками їх поділяють на 3 групи: нерознімні, рознімні й рухомі. Нерознімні вакуумно-щільні з’єднання виконують зварюванням, паянням, склеюванням і герметизацією епоксидними смолами. До рознімних вакуумних з’єднань належать штуцерні, штуцерно-ніпельні та фланцеві з’єднання, ущільнені гумовими або металевими прокладками, а також герметичні муфтові з’єднання. У рухомих з’єднаннях для ущільнення використовують рідкі метали, масла, прокладки з антифрикційних вакуумно-щільних матеріалів, манжети, шліфовані та притерті контактні поверхні.

Рознімні вакуумні з’єднання призначені для забезпечення вільного доступу до внутрішніх вакуумних пристроїв установок, полегшення монтажних робіт і заміни поламаних елементів. Вони є найбільш широкозастосову-ваними й відповідальними вузлами будь-якої вакуумної системи.

Залежно від ступеня розрідження застосовують ущільнення для низького, середнього, високого й надвисокого вакууму.

У металевих системах або для з’єднання металу зі склом найчастіше застосовують рознімні механічні з’єднання з гладкими металевими або пружними прокладками. Під час складання системи трубопроводів із фланцевими з’єднаннями необхідно встановлювати сильфон для компенсації можливих перекосів системи, інакше не вдається рівномірно ущільнити фланцеві з’єднання.

Сильфон (рис. 43.1, а) — тонкостінна металева трубка або камера з гофрованою (хвилеподібною) бічною поверхнею. Сильфони виготовляють із латуні,

берилієвої бронзи або нержавіючої сталі. Найширше сильфони застосовують у пневмо- й гідроавтоматиці як чутливі елементи, що реагують (розширенням або стисканням, подібно до пружини) на зміну тиску газу або рідини, що діє на дно сильфона (наприклад, у покажчиках температури, тиску), а також як гнучкі з’єднання трубопроводів, компенсатори температурних видовжень, пружних роздільників середовищ тощо (рис. 43.1, б; с. 195). Стінки сильфона для роботи за великих різниць тиску і в агресивних середовищах виготовляють дво-, три- й чотиришаровими.

Дуже важливою умовою є рівномірне затягування болтів, щоб уникнути перекосу фланців, тому що в разі перекосу неможливо домогтися герметичності з’єднання. Сильфони для трубопроводів вакуумних систем, що не прогріваються, виготовляють із томпаку (85 % міді, 15 % цинку). Для трубопроводів, що працюють у високому й надвисокому вакуумі, сильфони виготовляють із корозійностійкої сталі.

Вакуумні рамки (рис. 43.2, а) призначені для вакуумно-бульбашкового пошуку дефектів — наскрізного протікання у зварних з’єднаннях. Сам профіль є цілісною конструкцією — замкнутий контур без клейових з’єднань. Вакуумну рамку розміщують на поверхні контрольованого виробу з максимальним приляганням до робочої зони (рис. 43.2, б). Перш ніж почати роботи, необхідно переконатися в герметичності з’єднань між рамкою та поверхнею об’єкта контролю. У разі відкривання запірного клапана крана 4 з порожнини, утвореної поверхнею металу, ущільнювачем і вікном, відкачується повітря з максимальним розрідженням до 0,08 МПа, потрібним для виявлення наскрізної тріщини. Вакуумні рамки не застосовують для контролю необроблених електрозварювальних швів, тому що горбиста й неоднорідна поверхня таких швів може перешкоджати створенню герметичного з’єднання між рамкою та поверхнею об’єкта контролю.

Вакуумні присоси (рис. 43.3) — елементи вакуумних пристроїв, призначені для кріплення і переміщення виробів за допомогою вакууму. їх використовують на промислових підприємствах для підйому предметів, що мають гладкі повітронепроникні поверхні. Основним елементом у вакуумних присосах є чашка-присос, яку зазвичай виготовляють із гуми або пластмаси.

Форма чашок зазвичай кругла. їхній діаметр буває різним, залежно від розміру й маси деталей. Також вони бувають овальні, якщо потрібно працювати зі смужками скла або іншого матеріалу. їх використовують для заміни склопакетів, тому що це найбільш безпечний і ефективний спосіб для захоплення скляних деталей зі складною зовнішньою поверхнею або для захоплення кількох різних за формою, але подібних за розміром деталей. Також вакуумні присоси використовують для фіксації та переміщення матеріалів, які дуже легко пошкодити, таких як дерево, пластмаса, мармур і навіть метал. Крім того, вакуумні присоси застосовують і в промисловому альпінізмі для створення необхідних опор, які використовують для дублювання страховки, фіксації інструментів тощо.

Принцип створення вакуумних захвалювальних пристроїв грунтується на явищі вакуумного ефекту, сутність якого полягає в зниженні тиску на певній ділянці виробу. Основна деталь — вакуумний присос. Підчас накладання його на виріб між поверхнею і стінками деталі утворюється замкнений простір — камера. Унаслідок створення розрідження в цій камері на поверхні, обмеженій стінками присоса, отримують позитивну різницю тисків.

Присоси поділяють залежно від їхньої форми або виду матеріалу, який вони переносять. Інакше кажучи, форму присоса визначає форма переміщуваного об’єкта. Круглі присоси (рис. 43.3, а, б) добре підходять для маніпулювання предметами звичайної форми або для конструювання вузлів, що складаються з безлічі присосів. Овальні присоси (рис. 43.3, в) використовують для переміщення довгих, вузьких предметів. Багато присосів оснащені сильфо-ном (рис. 43.3, г), який виконує подвійну функцію. По-перше, компенсує різницю у висоті, на якій вони будуть під’єднані до об’єкта, що важливо за переміщення предметів різної висоти, орієнтованих по-різному, з опуклими або ввігнутими деталями. По-друге, є амортизатором між маніпулятором автомата (або робота) і об’єктом у разі переміщення елементів, що вимагають обережності. Для встановлення скла автомобілів застосовують подвійні й потрійні присоси (рис. 43.3, ґ), а для вакуумного рихтування металевих поверхонь кузовів автомобілів — присоси з ручками (рис. 43.3, д, е). 

У побуті широкого застосування набули присоси для кріплення та підвішування виробів домашнього вжитку (рис. 433, є; с. 197).

Запитання та завдання

1. Де використовують вакуумні з’єднання?

2. Що таке сильфом?

3. Охарактеризуйте види присосів.

Це матеріал з підручника "Види з’єднань" Гуменюк, Паржницький 2021