Способ изготовления кольца трения торцового уплотнения

 

Изобретение относится к уплотнительной технике, может быть использовано для уплотнения турбин, насосов и других машин и позволяет повысить надежность колец трения за счет стабилизации уплотнительного бурта. Герметичную прессовую посадку кольца на втулку, приваренную к сильфону, осуществляют по внутреннему диаметру кольца. Отсутствие растягивающих напряжений в кольце получа- ,ют прессовой посадкой по внешнему диаметру кольца бандажа. 1 ил. ,

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСОУБЛИН аа (11) (Ю 4, Р 16 J 15

Q i

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ, „ ", 13

Н ASTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛЮф ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

В 811025, кл. F 16 J 15/34, 1977. (54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ КОЛЬЦА ТРЕНИЯ ТОРЦОВОГО УПЛОТНЕНИЯ

Ъ» (21) 4141620/25-08 (22), 03.11.86 (46) 07.05.88. Бюл. Ф 17 (71) Институт ядерной энергетики

АН БССР (72) А.В.Лукашевич, В.И.иишин, Э.П.Кревсун и А.Л.Новиков (53) 62-762(088 ° 8) (56) Авторское свидетельство СССР (57) Изобретение относится к уплотнительной технике, может быть использовано для уплотнения турбин, насосов и других машин и позволяет повысить надежность колец трения за счет стабилизации уплотнительного бурта. Герметичную прессовую посадку кольца на втулку, приваренную к сильфону, осуществляют по внутреннему диаметру кольца. Отсутствие растягивающих напряжений в кольце получают прессовой посадкой по внешнему диаметру кольца бандажа. 1 ил.

1393972

Изобретение относится к уплотнительной технике и может быть использовано для уплотнительных устройств турбин и других машин путем стабили5 зации геометрии уплотнительного бурта.

Целью изобретения является повышение надежности кольца трения торцового уплотнения за счет стабилиза- 1р ции геометрии уплотнительного бурта в температурном диапазоне (-50) (+100 С) .

На чертеже изображено сечение кольца трения торцового уплотнения. 15

В примере реализации способа изготовления кольца трения вначале производят покрытие внутренней цилиндрической поверхности уплотнительного кольца 1 с наружным диаметром 78 мм 2р и внутренним 62 мм, выполненного из материала СГП-05, фторопластовой эмульсией 2 марки Ф-4Д. Далее бандаж

3 с наружным диаметром 85 мм, выполненный из стали марки 14Х17Н2, коэф- 25, фициент температурного расширения которой близок к коэффициенту температурного расширения материала, СГП-05 и равен 10 10 1/ С, нагрева(о ют до 400 С и вставляют в него коль- ур (о цо 1, имеющее температуру 20 С, так чтобы центры масс. кольца 1 и бандажа 3 находились в одном радиальном сечении, перпендикулярном оси вращения,.

Выполненную сборку охлаждают до

200 С. Промежуточная деталь между сильфоном 4 и кольцом 1 выполнена в виде втулки 5. Причем втулка выполнена из такого же материала, что

1 и сильфон, т.е. из стали марки 40

12Х18Н1ОТ, и сварена с ним. Далее втулку 5 охлаждают в жидком азоте и затем вставляют внутрь кольца 1, так чтобы центры масс бандажа, кольца и втулки находились в одном радиальном сечении, перпендикулярном оси вращения. Собранный узел охлаждают до

20 С. При этом по наружной прессовой посадке обеспечивается натяг 0 15 мм, а по внутренней 0.05 мм.

Герметичность соединения кольца с втулкой обеспечивается за счет припоя слоя фторопластовой эмульсии, толщина которого определяется шероховатостью сопрягаемых поверхностей и находится в пределах 0,01-0,02 мм.

Натяг по внутренней прессовой посадке обеспечивает фиксацию кольца от проворота относительно втулки в интервале температур (-50) -(+100) С и выбран при 20 С равным 0 05 мм, т.е. так, чтобы при понижении темпео ратуры кольца трения до -50 С обеспечивался минимальный натяг, необходимый для фиксации кольца от проворота.

Натяг по внешней прессовой посадке выбран так, чтобы равнодействующая сила, приложенная к графитовому кольцу, всегда работала на сжатие.

При этом внутренние напряжения, возникающие в .кольце, всегда должны находиться в интервале напряжений, допустимых для графитового материала. Выбор численных значений натягов определяется, во-первых; размерами деталей, а во-вторых, марками материалов данных деталей. Чтобы в рассматривамом конкретном примере обеспечить функционирование кольца трения, натяг по наружной прессовой посадке при 20 С делают равным О, 15 мм а по внутренней — 0,05 мм.

Таким образом, на стоянке равнодействующая сил, приложенных к коль цу, работает на сжатие. При выходе кольца трения на рабочий температуро ный режим +70 С силы сжатия кольца несколько уменьшаются за счет того, что при нагревании растягивающие силы по внутренней прессовой посадке увеличиваются, а сжимающие — по внешней прессовой посадке уменьшаются.

Но и в этом случае, равнодействую щая сила, действующая на кольцо за счет предварительного запаса по натягу по наружной прессовой посадке, продолжает работать на сжатие кольца.

Выбор марки материалов обусловлен следующими факторами: материал уплот;нительного кольца строго определен - ..

1 это силицированный графит марки

СГП-05 (о = 4 10 1/ С), который не допускает растягивающих напряжений более 300-600 кгс/см, в качестве материала втулки взята нержавеющая аустенитная сталь марки

i2X18H10T которая обладает наиболее хорошей свариваемостью с материалами сильфонов, изготавливаемыми также, в основном, из стали марки

12Х18Н10Т. физико-механические свойства которой наиболее полно удовлетворяют требованиям материалов для сильфонов, исходя из необходимости обеспечения в интервале температур (-50)-(+100) С фиксации кольца от

1393972

Формула изобретения

Составитель 1Î.Тольский

Техред М.Моргентал Корректор М.Демчик

Редактор Г.Гербер

Заказ 2203/33

Тираж 784 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г ° Ужгород, ул, Проектная, 4 проворота относительно втулки и исключения появления растягивающих нап-, ряжений в кольце, в качестве материала бандажа выбрана нержавеющая сталь

5 марки 14Х17Н2 (или титан), коэффициент температурного расширения которой близок к коэффициенту температурного расширения графита (по сравнению, например, со сталью марки 1р

12Х18Н10Т9 а также другими аустенитными сталями) .

Таким образом, бандаж 3 компенсирует увеличение растягивающих напряжений в кольце при возрастании тем- 16 пературы. В связи с тем, что после сборки узла отсутствует неравномерность напряжений по прессовым посадкам и центры масс втулки, кольца и бандажа находятся в одном радиальном 20 сечении, перпендикулярном оси вращения, а также отсутствуют конструктивные элементы, которые могут привести к неравномерному изменению напряжений по прессовым посадкам, геометрия 25 уплотнительного бурта сохраняется.

При этом бандаж можно назвать стабилизатором геометрии уплотнительного бурта.

Уплотнительные устройства, не входящие в состав насосов первого контура А3С, работают при номинальной о I температуре до +70 С. Эксплуатация уплотнительных устройств, необходимость их хранения и транспортировки в зимних условиях. требуют обеспечения их работоспособности при понио женных температурах до -50 С.

Способ изготовления кольца трения торцового уплотнения, заключающийся в герметичном соединении кольца из углеграфитового материала с металлическим сильфоном при помощи прессового соединения кольца с промежуточной, деталью, выполненной из того же материала, что и снльфон и сваренной с ним, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности кольца трения за счет стабилизации геометрии уплотнительного бурта в температурном интервале (-50) о (+100) С, герметичную прессовую посадку на промежуточную деталь осуществляют по внутреннему диаметру кольца, с предварительно напрессованным на его внешнем диаметре кольцом стабилизатора геометрии, выполненным в виде бандажа,