Торцовое уплотнение и способ изготовления его колец трения
Изобретение позволяет повысить надежность торцового уплотнения валов аппаратов, снизить трудоемкость его изготовления, увеличить жесткость обоймы и повысить качество поверхности покрытия. Рабочие поверхности вращающегося и невращающегося колец (К) 2, 1 трения выполнены в виде вставок 9, 10 из износостойкого материала. Обойма каждого К 1, 2 выполнена из концентрично расположенных относительно друг друга внутренних и наружных К 3, 4 и 5, 6 и установленных между ними средних К 7 или 8 с образованием кольцевых канавок. В канавках размещены вставки 9, 10. К 3, 5, 7 и 4, 6, 8 неподвижно соединены между собой. Для изготовления К 1, 2 трения в заготовке выполняют кольцевую канавку. Закладывают в канавку износостойкий материал, прессуют и механически обрабатывают заготовку. Канавку выполняют шириной, равной ширине закладываемого К 7 или 8. На К 7, 8 помещают второй слой износостойкого материала. Механической обработке подвергают торцы заготовки. На заготовку со стороны канавки устанавливают вспомогательные К. На второй слой материала устанавливают прокладку. 2 с. и 3 з.п.ф-лы, 6 ил.
СОЮЗ СОВЕТСНИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК (5))» F 16 1 15/Зч
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
H АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
14
17
1б
4, 24
7l
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ
ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ
ПРИ ГКНТ СССР (.21) 4637772/23-29 (22) 16. 01,89 (46) 15. 10.90. Бюл. Р - 38 (71) Дзержинский филиал Ленинградского научно-исследовательского и конструктбрскогo института химического машиностроения (72) P.M.Ñòàðoäóáoâ, Е.В.Шатаев и В.И.Соколов (53) 62-762 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР
У 1343155, кл. Г 16 J 15/34, 1986.
Грискин E H Разработка и исследование износостойких пар трения торцовых уплотнений. — Химическое и нефтяное машиностроение. M., 1975, Р 6, с. 37-39.
„„SU» 1599610 А1
2 (54) ТОРЦОВОЕ УПЛОТНЕНИЕ И СПОСОБ
ИЗГОТОВЛЕН!!Я ЕГО КОЛЕЦ ТРЕ!!ИЯ (57) Изобретение позволяет повысить надежность торцового уплотнения валов аппаратов, снизить трудоемкость его изготовления, увеличить жесткость обоймы и повысить качество поверхности покрытия. Рабочие поверхности вращающегося и невращающегося колец (К)
2, 1 трения выполнены в виде вставок
9, 10 из износостойкого материала.
Обойма каждого К 1, 2 выполнена из концентрично расположенных относительно друг друга внутренних и наружных К 3, 4 и 5, 6 и установленных между ними средних К 7 или 8 с образоB C) аг Ото яке f)! I) IC>JI f) 5)f<:7 нлвку. стойкий ( чески о
)ку выл(о вл)(и ем р л з м е> (ц е . и 4, б, СОбой.
КO. l!,ПЕ»)>IХ Н !H > п(»C T;)i«t;li 9, 8 He lt !! (It!<>KII 0.(ЛЯ И(3Г<)1 01>. (С H.)а ;.л л I hi!3, н)Т материал, lipe
T>p;)OH Tf, Ю(ПНЯЮТ IIIHPII Hoé ) I>i, 1)i: 1I,, 1 3, ), > С . r ., > I! и С I u
If>I (<< 1 „ ;) )t lf?t г .) к >;) J,це?«<д<> <(,)— )(Л ) I;) >3Ê и З) t« . (— С < v Í) T И "1(«X;I I f l 1 О (О!)К > „!(;I H 1 Т> Рл»И ОII Iп)(Р!I l(с 1 Р <.И< к ),< )! <« I t Ilt . i> (<. 7 )1.111 <), I<;3 It /, <3 Г I О I I hf ) 1 Р ():lii!: )<(Тii II H. il?3 <) Ю1 I!() О ? (. ll 3 .3 и. > — (1) )> )< )(ГК(Н Т»Т(Р< и < .;)<> И «н >ГО >),iт< (>ил >, )1(. Y:)IIJfче; I; >и Обр I) i) (» Е (I (1)<>Т Т > l>! !J>i 3 ) I ОТ< » КИ . "(t r>! )) (. > < op:>1!),! i<»:i л» ки : (».И<>1 H(и!Ом >Г;1 Гr):1),i)T!t (, Н<1 ТО) (КC>t.о ;) б <>тк с Н(3 3л(оТЛ ПЛ E33)И (>ТОРС>й Изобретение относитс я к у(!л< тниТС:ЛЬНОЙ TPXHIIKP В Ч1ГТНОСТИ К (>3>. !О— вым упл<отнен(15(л(»л;еов;: IIII;3 );1 T<>В, )! может быть и с . I I o IT., 3 О В л и с, H х и ми 1 е! с к () < l и других отраслях промы()е(еннс сти „ Цел? ю изобретения я»)IH pтс.я нов) ififpв ние надежности у(!лот»ения и г J(H)K
На фиг. 1 пре?Естлвлс н<7 уплотнение, общий вид, разрез; нл ф((г. 2 — саед,fне»не колец В обойме rfocре;Сством Штифтов; Н<7 фи(- . 3 — C 0 f JIHHC-". HIIC ЛЕЦ В О(> ОЙМЕ МЕТОГЕОЛ(С ЕЛ< Р КИ ) Н<3 (<>И Г СХЕМЛ ЗЛКЛЛДКИ Е«КЛН<)ВК") 3 )ГОТОИК) антифрикциоиных материл;)ов, среднего кольца и устлнонки пули 0»а; нл фиг. 5 — ко:(ьцо трения ) Ос;(е npeccс>вки антифрикцион(и (х млтери()лг» (fryJIE,— тиром Ifc)KRH»3»o готовое кoJTbllc Tpc»ия г!осле термическс>й !I мехлническ<>й обработки); нл фиг. () — с.хема по.lуч<.— ния колец трения с применением вспомогательных концентричнь)х кслец, ус:— таиаВЛИ»аЕМЫХ НЛ Зc)T <7TO,ÇKÓ. Торцовое уп-!отцеHJff состоит из и(— подвижного ко5)ьцс> 1 трения и врлщлющегo кольцл ? тр H! IB > обойма:<оторы:< выполнена и кони .(трич!.о р;)г (оложенных Относительно друг -,pól а, сос твс>тствеино, в>гутрс н»их колец 3 и 4 l! If<1— ружньгс колец 5 и (1. г(ежпу кольцами и 5 устлновлено нплотнук; среднее кольцо 7, л меж у ко )ьцлми 4 и 6 среднее кольцо <),:л<7?(ье(л yc Tn?(o?«JJ(.J(f) таким обра «ом, (то обрл )ук>т меж;(у с обои торцо»ые к<>;Ihöånh)e клил?)К!3, В KOTOPHIX Р (3 З><МС>)ЦЕ> Hhl 1)С ТЛ 13 КИ > C: ООТB(. "— ственно, 9 и 10 из пити<эрик((ионн< 1 > и 3 н Ос О с т О и к О г О ма те р и;).и л, Н p o; I T« I I >K— ное кольцо 1 трс !И(я ycò7)?!<7)3)ic i ê.> чс— рез кольцо 11 в <>сно»л ))и 12 и::рижимается пружинлл(и 1. к вращающемуся кольцу 2 TpQJI)l>f, к C) T<>pt" с уC T )HOJ3>IP!)() на втулке 14 В л ) 1 .:-. -,)креплен<> чг()(3 (-)е 3 уп ку 1 7 ;11 1 к<>и 1 53 . (1 (си(>)3лии1! 12:1(p . «()C 3!f»t)B(.Р .<>»ЬИО 19 "(Т !)f0»вЂ” ! (н к <) р и > « . О > ()бр;1 <л )()riff(Jt и 1 ме р y yrt— 20 >О и(ни )I!I(> ис: Втупкс. 1<< и к<>льцу 2 от 13 IJi ) 1 > 1!p()c jl >(т(я I питом 1, (ермс. TItt<11оет1 !(с)по;:Вижно! 0 ко I? J)1 1 Tpe Иия И (>< I(OP;Il! J)5r 12: и К П>,!I) 11 ОГу— fit(CTBJ1i3(TCH рс «l(HÎH! МИ КОЕ)1>плл!и 22 23, л»" »HKJI 1< 110»))y () — pe»f>t;— Вы)1 t <НР г к О(и K 051 p fr 1 и T j е?!?15?: <> И I> ц<л их Обб <>и>< л;О I у1 б) I I?, 0 c. . .!! (i!" Ilh! >! f >v„ <у с 0 б <>1) ЗО птифт;1 ;и ? 5 и:: и 1100 . с; TB(h< г!3(t p »hi x (П)«О» 2F> if l <> t1 пс . е<и е пl вот ) t< Г с. .! Р, (- I<>il(?f? Об— j I ) <>53, (>О;: !«П ) l!<. < КО»:. Jjo . . ТP(>;!ИЯ 13;>Л)ЦЛ л >г е!7(я ч "(te . Вту.!к ) 1 «<м< сте (- Вc).лом З.) I.) . Не!!)(>, (131!ж}{(>с >к():)ЬIJo 1 )io?(!) èìë f тся пр >ллинлл)и 1 3 к ко:i ri . 2. (pt! из»0(е II p 01!<. .0 г е t!» Tj G Th) » 3 õ < > (5)l!(J :x c?I 13 i(c! Ji тлкте т(: уцп)кгя рлго (их и >r3p;>xHoc7 <(О В с тл Вок 9 и 1 е> f 3 л.(-.!!фр и кf:H(»tiiol, износ()(.Toéêoão м;)терпллл и .:< 5)1«)(е)(ии <> Е (.) Е .3 H f) X 5 I C <> К и ;, П 1 ) ; H f Itt . Р .1 O> M O ff T I<— рун>т. (< «.Ibm;) 1 и 2 !!.(р трения поворл— ,з )ИВЛЮГ 1! 1 16(! It РН )»1> УC . c)!Ic!Б :И)3c3!.: <15» уfl IOTHPH!Ei) ((ри )Т->hf 13к:)юч ;j;1Iri ая Ki»«грукци.< торцо»ого уп. 0 Г HC Hll 8 110 «!«OJI» РТ < >г 1 It(0 C ТВ ИТЬ Сп Ог Об И 31 01013?I P!Iif!I )(>.: .- ii . p»>(я ((; И 4 5 и б). >(3 (C) T<) )3?IИ (3 <) >3 Г CT 2 7 KÎ:!ьц,3 .((>ения, ц;(р Efл которой рлв— Il 3 !ЦИР И)ii О(»; (Ml>I .:.. ! OР IJОВ i!й i)ОP CP Х— н<)гти злг т Вл. 27»ыполняк>т кс льц:е; каил "«l 5 15996 рен релита 29 и медного порошка 30. Закладывают среднее кольцо, на которое в кольцевую канавку 28 засыпают равномерно новые верхние слои зерен релита 31 и медного порошка 32. Заготовку 27 используют в качестве прессформы. Сверху устанавливают пуансон 33 и производят прессовку (уплотнение) материалов релита с медью (направление усилия прессования показано стрелкой на виг. 5) с усилием сжатия от 1 до 5 т/см . Вынимают из канавки пуансон 33 и заготовку помещают в вакуумную или водородную печь, где при 15 температуре, превышающей температуру плавления меди (температура плавления меди 1083 С), спрессованные два слоя релита пропитываются расплавленной медью, образуя плотные соединения 20 слоев релита с обмедненнои подложкой и обеспечивая беспорпстые износостойкие, антифрикционные материалы, состоящие из зерен релита и медной связки. Затем охлажденную заготовку 25 27 с размещенными в ней антифрикционными материалами с средним кольцом подвергают механической обработке, включающей также шлифовку с двух сторон рабочих торцов алмазным кругом 30 и притирку на чугунной плите с алмазными порошками или пастами до образования готового кольца 34 трения, лов казанного пунктиром на фиг. 5. С целью уменьшения толщины стальной заготовки 27 (фиг. 6) и затрат на изготовление кольца трения, на заготовку устанавливают вспомогательные концентричные кольца 35 и 36, которые после прессовки снимают и используют щ для изготовления последующих колец трения. Для предотвращения налипания материала к поверхности пуансона 33 сверху на верхний антифрикционный материал устанавливают прокладку 37 45 (металлическую пластину, картон, бумагу и др. материала), которую затем убирают. Пример 1. Изготовление кольца трения с рабочей поверхностью из материала реалита и меди. Изготовили заготовку с размерами 95 мм х 140 мм, высотой 30 мм, в которой выполнили кольцевую канавку 6 103 мм х 113 мм с высотой 28 мм, а также среднее кольцо с размерами 103,2 мм 112,8 мм высотой 14 мм из материалов сталь 12Х18Н10T Произвели обезжиривание канавки и тор10 6 IIoII кольца апетОном, HB днО канавки I засы|ад» нижний слой материала — рея»т толщиной 4-5 мм и слой меди 1,5 — 2 мм, потом установили в нее среднее кольца, на поверхность которого в канавку насыпали верхний слой материала — релит толщиной 4-5 мм и слой меди 1, 5 — 2 мм. Сверху устанавливал» пуансон и на гидравлическом прессе с усилием 2, 0 т/см2 произвели сжат»е (уплотнение) верхних и нижних слоег, релита и меди. Далее вынул» пуансон и произвели спекание в электропечи сопротивления двухколпаковой вакуумной СГВ-2,4--2/15 И2 о материж:;. рел»т — медь при 1150 С в течение 40 мин. Охлаждение заготовки осуществляли в печи под вакуумом по комнатчой температуры. Далее заготовку обработали на токарном станке, резцом срезали дно и верхнюю часть торца заготовки до материала рел»т — медь, Обработали пОлнОстью торцовые поверхности с обеих сторон, произвели шлифовку рабо- их торцов с двух сторон алмазным кругом и их прит»рку а гмазной пастой до полного со ответствия кольца трения требованиям чертсжа. Пример 2. Из отовление кольпа трения с рабочей поверхностью композ»пионного матер»ала — порошка уг-.еграфита марки 2П-1000 (продукты отхсдов, получаемые при обрабогке заготовок из материала 2П-1000 при изготовIeIIIIII колец пар трения) со связкой клеем ЭД-5. Изготовили заготовку с кольцевой кан".âêoII » среднее кольцо с теми же размерами, что и в примере 1, Приготов»л» компоэипионныи материал путем смешения порошка углеграфитового материала с клеем марки ЭД-5, разбавленным ацетоном. Полученную смесь поместили на дно канавки слоем в 6-7 мм, установили среднее кольцо, на поверхность которого;=. канавку заложили в=рхний слой смеси толщиной 6-7 мм. Па ;-;оверхчость смеси установили картонную прокладку и далее пуансоном произвели сжатие и уплотнечие верхних и нижних слоев антифрикционных материалов Вынули пуансон и помест»ли заготовку в печь, где при о 50-60 С произвели сушку слоев, при которой происходила полимеризация клея с образованием твердой структуры износостойкого материала 2П-1000, 159<>б10 связанного клеем 3 1-5.,(ялее заготовв ку обработали до получени (коль|;11 трения в полном соотве-< . нии требовяниям чертежа. Таким образом, блягод lря предложенной конструкции уплотнения по д ll!ному способу Mожно изготг вит(кол(ца трения с двумя рабочими поверхностями с одной установки прп прессовании и спекании, что позволяет уменьшить труцоемкость при их изготовлении, я также экономить янтифрикционные материалы. При этом повышается надежность уплотнения и ojIHQ!<ðåìåíín 15 уменьшаются его гябарить< и вес. Фсрмуляизобpетени» 1 . Торцовое уплотнение, с ос тояшее из вращающегося. и неврашающегося Колец трения, рабо (не поверхности котоРЫХ ВЫПОЛНЕНЫ B ВИДЕ BC.(BBOK ИЗ HBносостойкого материала, устяновленньгх в обоймы, о т л и ч я ю ш е е с я тем, что, с целью повышения HR— цежности уплотне(ги» и сш(жен;.(я труд оемкости изготовления, обойма каждо(о кольца выполнена BB концентрично расположенных относительно друг друга внутреннего и наружного колец и установленного гермсти Но между ними среднего кольца с г>бря з г>ня вием тор поВЫл КГ. 1:.1(< F ME !(< I!III .>1 > тп . к 1 Н(1 Г к <1 х 2, Уп>(о-пг пие и< п. 1, <> т:1 и ч а ю щ е е <. я тем„что, с целью увеличе(шя жесткости обойм, наружное, нс и и((ПиI!e зякл1,<(ы(11(емого среднего кольца,::осле -<якля IKH B канавку износостойкогn мятери1ля B ней устянавсре;(нее кол>,цо и на нег о пометсрой слой износостойкого маа, я мехя((ической обработке I я ют -.<. . (ько торцы заготовки. (:посол по и. >, о т л и ч я и с я тем, 1";> на заготовку роны канавки ус-янявливают г, l и;lл поппер ю и(и сп ст<> 1! < .(ОМО 5. я ю ш и и с я тем, что„с целью . >г>в(:111>ени>1 качества поверхности .".n к р ыт и я, 1<1 н т ci".> ОЙ < .! 1 < > I! и 3?1 <о с o c т О Й ког <. материя.(я уст;<няпливяется II(><> кзп:(кя, внутре инее и с реднее кольца неподвижно саед>.иены между с обой. .>, (.нос<>б и <гoTBB!IBIIèÿ к<>лец трения торцов< г > уплотнения, в ключ аюк(ий выполнение в «я г отовке кольца трения торцовой ко Ibllåâîé канавки, закладку в канавку изнсcoñòoéêîãо материB IR > пресса»янис, мехяниче кую обработку заготовки, о т л и ч я к шийся тем, что торцовую ко: 11;евую канавку выполняя>т B заготовке шириной, рявФиг 5 Фиг.б Составитель И.Пап енко Техред,I. Сердикова КорректоР М.!1 аро,и Ра.фактор М.Бандура Наказ 3131 Подписное .!;!!Ы!И Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГЕНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5! роизводственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул. Гагарина, 101
