Фитинги пневматические

Технический регламент и конструкционные особенности промышленных пневматических фитингов

1. Механика соединения: Трибология и анализ цангового зажима

В современной пневмоавтоматике стандартом де-факто стали быстроразъемные соединения (Push-in fittings). Инженерная задача такого узла — обеспечить герметичность при давлении до 10-16 Бар и механическое удержание трубки при возникновении выталкивающей силы.

1.1. Физика удержания (Retaining Force)

Принцип действия основан на самозаклинивании. Зубчатая цанга (lock claw) из пружинной нержавеющей стали (обычно AISI 301) имеет угол атаки зубьев, направленный против вектора выталкивания трубки.
При подаче давления (

$P$

) на трубку действует выталкивающая сила (

FoutFout​

):

Fout=P⋅π⋅Din24Fout​=P⋅4π⋅Din2​​

Где

DinDin​

— внутренний диаметр трубки.

Для удержания трубки сила трения и механического зацепа (

FretFret​

) должна превышать

FoutFout​

с коэффициентом запаса

$k\ge 3$

.
Зубья цанги работают как микро-клинья. Чем выше давление, тем сильнее трубка пытается выйти наружу, и тем глубже зубья врезаются в тело полимера (PU/PA), увеличивая силу удержания. Это классический пример использования сил трения покоя в конструкционных целях.

1.2. Уплотнение (Sealing Physics)

Герметичность обеспечивает эластичная манжета (V-ring или O-ring). Здесь работает закон Гука: манжета устанавливается с натягом, создавая начальное контактное давление (

PkPk​

).
Условие герметичности:

Pk+Pmedium⋅ν>PmediumPk​+Pmedium​⋅ν>Pmedium​

Где

PmediumPmedium​

— давление среды,

$\nu$

— коэффициент передачи давления материалом уплотнения (коэффициент Пуассона

$\approx 0.5$

для несжимаемых эластомеров).

Инженерная заметка:
«Частая ошибка эксплуатации — использование трубок с нарушенной геометрией (овальность) или рисками на поверхности. Если глубина продольной царапины превышает величину натяга манжеты (обычно 0.1-0.2 мм), утечка неизбежна. Зуб цанги держит механически, но «свистит» воздух именно через манжету. В «РезиномиР» мы рекомендуем использовать только калиброванные трубки класса А».

2. Материаловедение: Химическая стойкость и кристаллическая структура

Долговечность фитинга зависит от правильного выбора материалов корпуса и уплотнений под конкретную среду.

2.1. Корпусные пластики (PBT vs POM)

Для стандартных серий мы используем полибутилентерефталат (PBT).

• Структура: Это полукристаллический термопласт сложного полиэфира.

• Свойства: Обладает высокой жесткостью, стойкостью к ползучести (creep resistance) и низким влагопоглощением (<0.1%). Это критично, так как гидролиз полимеров приводит к охрупчиванию корпуса через 2-3 года эксплуатации во влажных цехах.

2.2. Металлические компоненты (Латунь vs Нержавейка)

Резьбовые части изготавливаются из латуни марки CW617N (ЛС59-1) с последующим никелированием.

• Электрохимия: Слой никеля (толщиной 5-8 мкм) необходим не для красоты, а для защиты от электрохимической коррозии. В условиях Москвы, где в воздухе присутствуют аэрозоли хлоридов (реагенты), цинк из латуни может вымываться (обесцинкование), делая металл пористым. Никель пассивирует поверхность.

2.3. Эластомеры уплотнений (NBR vs FKM)

• NBR (Бутадиен-нитрильный каучук): Стандарт. Рабочий диапазон -20…+80°C. При температуре ниже точки стеклования (

  Tg≈−25∘CTg​≈−25∘C

  ) теряет эластичность и «дубеет».

• FKM (Фторкаучук, Viton): Используется в высокотемпературных сериях. Энергия связи C-F обеспечивает термическую стабильность до +200°C и стойкость к агрессивной химии.

3. Сравнительный анализ типов фитингов (Таблица 1)

Выбор типа соединения диктуется условиями эксплуатации: вибрация, частота разборки, давление.

Описание и преимущества цанговых фитингов от «РезиномиР»: мы используем цанги с увеличенным количеством зубьев, что распределяет нагрузку на трубку равномернее, предотвращая глубокие надрезы полимера.

4. Специфика эксплуатации в Московском регионе

Как Главный инженер московского предприятия, я обязан учитывать локальные факторы:

1. Температурный шок: Пневмосистемы в неотапливаемых ангарах или на уличной технике зимой остывают до -30°C. Дешевые фитинги с уплотнениями из дешевой резины теряют герметичность из-за усадки и стеклования. Мы комплектуем фитинги морозостойким NBR, сохраняющим демпфирующие свойства.

2. Логистика: Пневматика — это расходный материал, который нужен «вчера». Наличие центрального склада «РезиномиР» внутри МКАД позволяет заказать и получить партию в день аварии, минимизируя простой конвейера.

5. Гидрогазодинамика: Расчет пропускной способности

Фитинг — это местное сопротивление в магистрали. Главная ошибка — подбирать фитинг только по резьбе, игнорируя проходное сечение (

$Dn$

).

Формула расхода через диафрагму (упрощенная):

Q=Kv⋅ΔPρQ=Kv​⋅ρΔP​

​

Где

KvKv​

— коэффициент пропускной способности,

$\Delta P$

— перепад давления.

Поворотные фитинги (уголки Banjo) имеют более высокое гидравлическое сопротивление (

$\zeta$

), чем прямые, из-за поворота потока на 90° и вихреобразования. В высокопроизводительных системах (например, ударные гайковерты) рекомендуется использовать прямые фитинги или уголки с плавным радиусом (swept bend), чтобы не «душить» инструмент.

6. Номенклатура и резьбовые стандарты (Таблица 2)

При заказе критически важно различать типы резьб. Ошибка приведет к разрушению ответной части.

Важно знать:
Фитинги с конической резьбой (R) имеют нанесенный на заводе слой PTFE-герметика (тефлон). Повторное использование такого фитинга без очистки и нанесения нового герметика или фум-ленты не гарантирует герметичность, так как полимерный слой деформируется пластически при первой закрутке.

7. Вопросы инженеру (FAQ)

Вопрос 1: Фитинг травит воздух по трубке. Замена трубки не помогла. В чем причина?
Ответ инженера: Вероятнее всего, изношена или повреждена манжета внутри фитинга. Если в систему попадала абразивная пыль или трубка вставлялась с перекосом и усилием, кромка уплотнения могла быть срезана. Такой фитинг неремонтопригоден, его нужно обязательно купить новый и заменить.

Вопрос 2: Какое усилие затяжки применять для пластиковых фитингов с латунной резьбой?
Ответ инженера: Пластиковый корпус PBT может треснуть от перетяжки. Используйте динамометрический ключ.

• G 1/8″: 7-9 Н·м

• G 1/4″: 12-14 Н·м

• G 1/2″: 25-30 Н·м
  Превышение момента ведет к деформации резьбовой вставки и отслоению её от пластикового корпуса.

Вопрос 3: Можно ли использовать пневмофитинги для воды?
Ответ инженера: Цанговые фитинги серии «Standard» (латунь/NBR) допустимо использовать для технической воды при давлении до 10 Бар. Однако, нужно учитывать коррозию цинка. Для питьевой воды или химических растворов необходимо использовать серию из нержавеющей стали (AISI 316) или пищевого пластика (POM) с уплотнениями EPDM.

8. Коммерческое резюме и порядок заказа

Компания «РезиномиР» — поставщик промышленных комплектующих в Москве. Мы не занимаемся «бытовыми» соединителями. Наши изделия проходят выходной контроль на опрессовку и циклические нагрузки.

Почему главному механику стоит работать с нами:

1. Честная геометрия: Если написано G 1/2″, то это G 1/2″ класса точности А, а не «просаженная» резьба, которая болтается в распределителе.

2. Защита резьбы: Цилиндрические резьбы комплектуются уплотнительными кольцами NBR в проточках — не нужно мотать фум-ленту.

3. Ассортимент: В наличии прямые, угловые, тройники (T, Y), цанговые заглушки, фитинги с обратными клапанами и дроссели.

Цена фитинга ничтожно мала по сравнению со стоимостью простоя линии из-за утечки воздуха. Не экономьте на спичках.

Для заказа:
Отправьте спецификацию на почту технического отдела. Укажите:

• Диаметр трубки (наружный).

• Размер и тип резьбы.

• Конфигурацию (прямой/угол/тройник).

• Рабочую среду.

Мы подберем оптимальное решение и обеспечим бесперебойную работу вашей пневматики. Заказать надежность проще, чем устранять аварии.