Уплотнение вала

 

Изобретение относится к области двигателестроения и может быть использовано для узлов уплотнения турбонасосных агрегатов, узлов уплотнения двигателя летательного аппарата. Целью изобретения является повышение надежности уплотнения при возникновении продольной упругой волны деформации, приводящей к радиальным биениям вала. В корпусе 5 уплотнения вала установлена втулка 12, на внутренней поверхности которой выполнены шлицы 13, а на наружной поверхности - бурт 14, выполняющий функцию вращающегося уплотнительного кольца. Между корпусом 8 и фланцами 6,7 соответственно установлены вертикально расположенные гофрированные упругие элементы 15, 16 с размещенным в них самоподвижным уплотнительным элементом, выполненным в виде двух уплотнительных колец 17, 18, которые прижаты к торцовым поверхностям бурта 14 тарельчатыми пружинами 19, 20. На шлицевом валу 25 собранный узел входит в зацепление с валом шлицами 13 втулки 12. Между внутренней поверхностью втулки 12 и валом 25 установлен дополнительно неподвижный относительно уплотняемой поверхности вала уплотнительный элемент 26. Через шлицы 13 крутящий момент с вала 25 передается на втулку 12. На переходных режимах работы изделия возникает продольная упругая волна деформации, приводящая к радиальному биению вала, величина которого может быть существенной. Радиальное биение вала передается втулке 12, а следовательно, и бурту 14. При возникновении радиальных биений уплотнительные кольца 17, 18 перемещаются в радиальном направлении по торцовым поверхностям бурта 14 втулки 12. Величина вибрации не передается на корпус 5 уплотнения вала. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 F 16 J !5 34

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1 3 9 11 5 д /О Ф 7

2Á

27!

7Â

22

2Ч

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

IlO ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ fHHT СССР (21) 4379483/31-29 (22) 17.02.88 (46) 07.08.90. Бюл. № 29 (71) Казанский авиационный институт им. А. Н. Туполева (72) И. Д. Борисова, Т. Г. Давлетшина, А. А. Кумирова и А. П. Тунаков (53) 62.762(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 537209, кл. F 16 J 15/34, 1972.

„„SU„„1583684 д 1 (54) УПЛОТНЕНИЕ ВАЛА (57) Изобретение относится к области двигателестроения и может быть использовано для узлов уплотнения турбонасосных агрегатов, узлов уплотнения двигателя летательного аппарата. Целью изобретения является повышение надежности уплотнения при возникновении продольной упругой волны деформации, приводящей к радиальным биениям вала. В корпусе 5 уплотнения вала установлена втулка 12, на внутренней

1583684 вижный относительно уплотняемой поверхности вала уплотнительный элемент 26.

Через шлицы 13 крутящий момент с вала 25 передается на втулку 12. На переходных режимах работы изделия возникает продольная упругая волна деформации, приводящая к радиальному биению вала, величина которого может быть существенной.

Радиальное биение вала передается втулке 12, а следовательно, и бурту 14. При возникновении радиальных биений уплотнительные кольца 17, 18 перемещаются в радиальном направлении по торцовым поверхностям бурта 14 втулки 12. Величина вибрации не передается на корпус 5

15 уплотнения вала. 1 з. п. ф-лы, 2 ил.

Целью изобретения является повышение надежности уплотнения при возникновении продольной упругой волны деформации, приводящей к радиальному биению вала.

На фиг. 1 показано уплотнение вала, разрез; на фиг. 2 — график упругой характеристики тарельчатой пружины.

Уплотнение вала выполнено в виде узла в сборе, который закреплен в корпусе 1 изделия с помощью элементов 2 крепежа.

В корпусе 1 изделия установлены уплотнительные кольца 3 и 4. Корпус 5 уплотнения вала содержит фланцы 6 и 7 и корпус 8, между которыми установлены элементы 9 и 10 уплотнения и элементы 11 40 крепежа. В корпусе 5 уплотнения вала установлена втулка 12, на внутренней поверхности которой выполнены шлицы 13, а на наружной поверхности — бурт 14, выполняющий функцию вращающегося уплотнительного кольца. Между корпусом 8 и 45 фланцами 6 и 7 соответственно установлены вертикально расположенные гофрированные упругие элементы 15 и 16 с размещенным в них самоподвижным уплотнительным элементом, выполненным в виде двух уплотнительных колец 17 и 18, ко50 торые прижаты к торцовым поверхностям бурта 14 тарельчатыми пружинами 19 и 20 с помощью гаек 21 и 22 и законтрены контргайками 23 и 24. На шлицевом валу 25 собранный узел входит в зацепление с валом шлицами 13 втулки 12. Между внутренней поверхностью втулки 12 и валом 25 установлен дополнительно неподвижный относительно уплотняемой поверхности вала поверхности которои выполнены шлицы 13 а на наружной поверхности — бурт 14., выполняющий функцию врашающегося уплотнительного кольца. Между корпусом 8 и фланцами 6, 7 соответственно установлены вертикально расположенные гофрированные упругие элементы 15, 16 с размещенным в них самоподвижным уплотнительным элементом, выполненным в виде двух уплотнительных колец 17, 18, которые прижаты к торцовым поверхностям бурта 14 тарельчатыми пружинами 19, 20. На шлицевом валу 25 собранный узел входит в зацепление с валом шлицами 13 втулки 12.

Между внутренней поверхностью втулки 12 и валом 25 установлен дополнительно неподИзобретение относится к двигателестроению, и может быть использовано для узлов уплотнения турбонасосных агрегатов, узлов уплотнения двигателя летательного аппарата. уплотнительный элемент 26, который сжимается через кольцо 27 гайкой 28 и контрится контргайкой 29. В собранном виде между вертикально расположенными гофрированными упругими элементами 15 и 16 образована полость А, которая сообщена с внешней средой отверстием Б в корпусе 8.

Сжатие тарельчатой пружины происходит до точки В по упругой характеристике (фиг. 2).

Для увеличения надежности уплотнения собранный узел проходит обкатку на стенде с целью приработки уплотнительных колец к торцовым поверхностям бурта 14 втулки 12.

Затем без переборки узел устанавливается на изделие. При запуске изделия частота вращения вала увеличивается, достигая максимальной величины. В полостях Д и E возникает давление рабочей среды и рабочего тела соответственно, через шлицы 13 крутящий момент с вала 25 передается на втулку 12. На переходных режимах работы изделия возникает продольная упругая волна деформации, приводящая к радиальному биению вала, величина которого может быть существенной. Радиальное биение вала передается втулке 12, а следовательно, и бурту 14. При возникновении радиальных биений уплотнительные кольца 17 и 18 перемещаются в радиальном направлении по торцовым поверхностям бурта 14 втулки 12.

Величина вибрации не передается на корпус 5 уплотнения вала. В гофрированных элементах 15 и 16 возникает напряжение от деформации в окружном направлении, вызванное силами трения уплотнительных колец

17 и 18 при вращении втулки 12. В результате трения появляется износ уплотнительных колец 17 и 18, величина которого вызывает изменение величины деформации тарельчатых пружин в направлении от точки В в сторону точки Г по упругой

1583684

Формула изобретения

PiH

Составитель Ю. Тольскнй

Редактор О. Юрковецкая Техред А. Кравчук Корректор Т. Палий

Заказ 2243 Тираж 569 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям н открытиям прн ГКНТ СССР

1! 3035, Москва, 7К вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат «Патент», г. Ужгород, ул. Гагарина, 1О1 характеристике (фиг. 2). Из графика видно, что усилие прижатия уплотнительных колец изменяется мало ввиду использования полого участка упругой характеристики тарель-чатой пружины. Тем самым предотвращает- 5 ся попадание рабочей среды из полости Д в полость А и рабочего тела из полости Е в полость А. Полость А имеет дренаж через отверстие Б с внешней средой. Выполнение вращающегося кольца заодно с втулкой, внутренняя поверхность которой соединена с валом с помощью шлицев, обеспечивает уменьшение угла поворота кольца в продольной плоскости, так как обеспечивается продольное проскальзывание по шлицам поверхности вала относительно внутренней поверхности втулки при продольной упругой волне деформации, при этом дополнительное неподвижное к поверхности вала уплотнение, деформируясь, сохраняет герметизацию по валу относительно втулки.

1. Уплотнение вала, содержащее вращающееся уплотнительное кольцо, установленное на валу, и уплотнительные кольца, установленные в корпусе на вертикально расположенных упругих элементах и поджатых к вращающемуся кольцу, при этом между упругими элементами образована полость, сообщенная с внешней средой, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности уплотнения при возникновении продольной упругой волны деформации, приводящей к радиальному биению вала, на нем установлена втулка, а вращающееся уплотнительное кольцо выполнено в виде бурта на наружной поверхности втулки, на внутренней поверхности которой выполнены шлицы, входящие в выполненные на валу ответные впадины, а между втулкой и валом установлен неподвижно относительно поверхности вала уплотнительный элемент, при этом упругие элементы выполнены гофрированными.

2. Уплотнение по и. 1, отличающееся тем, что, с целью уменьшения осевых габаритов, уплотнительные кольца, установленные в корпусе, поджаты пружинами тарельчатого типа.