Способ изготовления герметизирующего элемента торцового уплотнения с металлокерамическим уплотнительным кольцом

 

Использование: в уплотнениях вращающихся валов насосов, компрессоров, турбин . Сущность изобретения: механически обрабатывают кольца и гнезда в обойме элемента . Устанавливают кольца в гнездо и герметично соединяют кольца с обоймой. Гнездо выполняют переменным по сечению . Уплотнительное кольцо устанавливают в гнездо с радиальными зазорами относительно его наружной и внутренней поверхностей . После этогоуплотнительное кольцо подвергают двухкратному холодному прессованию с плавным приложением нагрузки, величина к-рой при первом прессовании меньше, чем при втором. Первое прессование осуществляют усилием, равным 40...50%, второе-8 5-90% от предела прочности материала уплотнительного кольца на сжатие. 1 з.п. ф-лы, 4 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)5 F 16 J 15/34

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

4 (л) Э

С)

0 (гд (21) 4800209/29 (22) 22.01.90 (46) 07.05.92. Бюл. М 17 (71) Конструкторское бюро энергетического машиностроения (72) Б.M.Ãðîìûêo, М.Г.Горшенин, О.H,Æåлезняк, Ю.П,Климков, А.Т,Лавриков и

Е.М.Матвеев (53) 62-762(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

N 1393973, кл, F 16 J 15 /34, 1988. (54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ГЕРМЕТИЗИРУЮЩЕГО ЭЛЕМЕНТА ТОРЦОВОГО

УПЛОТНЕНИЯ С МЕТАЛЛОКЕРАМИЧЕСКИМ УПЛОТНИТЕЛЬНЫМ КОЛЬЦОМ (57) Использование: в уплотнениях вращающихся валов насосов, компрессоров, турИзобретение относится к уплотнительной технике, а более конкретно к торцовым уплотнениям вращающихся валов насосов, компрессоров, турбин и т.п.

Целью изобретения является повышение надежности герметизирующего элемента при работе в агрессивных средах с высокими параметрами нагружения по контактному давлению и скорости скольжения.

На фиг. 1 представлена конфигурация сечения контрольного уплотнительного кольца из металлокерамического материала после его нагружения усилием сжатия; пунктиром показано сечение контрольного образца до обжатия; на фиг. 2 представлено сечение заготовки обоймы с выполненным в нем гнездом; пунктиром показаны конфигурации сечения контрольного вкладыша после его обжатия; на фиг. 3 представлены

„„. Ж„„1732093 А1 бин. Сущность изобретения: механически обрабатывают кольца и гнезда в обойме элемента. Устанавливают кольца в гнездо и герметично соединяют кольца с обоймой.

Гнездо выполняют переменным по сечению. Уплотнительное кольцо устанавливают в гнездо с радиальными зазорами относительно его наружной и внутренней поверхностей. После этого уплотнительное кольцо подвергают двухкратному холодному прессованию с плавным приложением нагрузки, величина к-рой при первом прессовании меньше, чем при втором. Первое прессование осуществляют усилием, равным

40...50%, второе — 8 5 — 90% от предела прочности материала уплотнительного кольца на сжатие, 1 з.п. ф-лы, 4 ил. сечения заготовки обоймы и уплотнительного кольца, установленного в гнездо; на фиг.

4 представлено сечение герметизирующего элемента после холодной запрессовки рабочего уплотнительного кольца в гнездо и механической обработки их со стороны пояска трения.

Обойму герметизирующего элемента выполняют из Бронзы БрБ2, прошедшей для обеспечения требуемых механических свойств упрочняющую термообработку (закалку при температуре — "800 С и старение в диапазоне температур 320 — 380 С), Бронза

БрБ2 обеспечивает высокую коррозионную стойкость при эксплуатации в химически агрессивных средах, необходимую прочность (предел прочности на растяжение бронзы БоБ2 после термоупрочнения 0 100 кгс/см ) и хороший теплоотвод от зоны трения из-за

1732093

10

30

40

55 высокого значения коэффициента теплопроводности бронзы БрБ2, что позволяет эксплуатировать кольцо трения при температуре в зоне контакта до 300 С.

Технологический процесс изготовления герметизирующего элемента начинают с механической обработки уплотнительных колец из антифрикционного материала, при этом для каждой используемой марки материала выполняют контрольные экземпляры колец, на которых определяют величину и форму их деформации под действием сжимающей нагрузки (см. фиг. 1). С учетом этой деформации проводят механическую обработку гнезда в обойме, обеспечивая его заданный профиль и размеры, способ ствующий получению плотного беззазорного соединения кольца с обоймой.

Боковые поверхности гнезда, обращенные к кольцу, выполняют переменными по сечению, например криволинейными, так, что сечение гнезда вписывается в сечение контрольного экземпляра кольца после его обжатия и имеет площадь на 2...5% меньше площади сечения этого кольца (излишек материала кольца при его запрессовке в такое гнездо остается в припусковой части со стороны входной горловины гнезда). Для упрощения технологии и повышения точности боковые поверхности гнезда выполняют путем плавного сопряжения последовательно расположенных со стороны входа конических, цилиндрических и торовых поверхностей (см. фиг, 2), Уплотнительное кольцо устанавливают в обработанное по указанному выше профилю гнездо с обеспечением переменных по высоте гнезда гарантированных радиальных зазоров между обоймой и кольцом по его наружной и внутренней поверхностям за счет использования направляющей поверхности, выполненной во входной горловине гнезда. После установки в гнездо кольцо подвергают холодному прессованию (см, фиг. 3). Деформация кольца и порошкового материала в условиях ограниченного объема гнезда может привести к образованию трещин в теле кольца при напряжениях ниже пределов прочности материала на сжатие. В связи с этим, учитывая опыт изготовления металлокерамических заготовок методом порошковой металлургии (путем их двухкратного прессования из исходной шихты), запрессовку кольца в гнездо производят путем двухкратного нагру>кения при цеховой температуре, причем первое нагружение производят усилием, равным 40...50%, а второе — усилием, равн ым 85...90% от допустимого усилия на сжатие материала кольца, Как показывают замеры, контрольные разрезки и испытания герметизирующего элемента такое двухкратное прессование. кроме предотвращения трещинообразования, обеспечивает компенсацию монтажных отклонений, равномерность обжатия кольца по периметру, отсутствие изменений микроструктуры (в том числе пористости) материала кольца и в конечном счете получение плотного беззазорного герметичного соединения. После выполнения операции холодного прессования проводят механическую обработку герметизирующего элемента на соответствие размерам чертежа, протирку уплотнительного торца и контрольные испытания на герметичность соединения кольца с обоймой.

Формула изобретения

1. Способ изготовления герметизирующего элемента торцового уплотнения с металлокерамическим уплотнительным кольцом, заключающийся в механической обработке кольца и гнезда в обойме элемента, установке кольца в гнездо и герметичном соединении кольца с обоймой, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повышения надежности. герметизирующего элемента при работе в агрессивных средах с высокими параметрами нагружения по контактному давлению и скорости скольжения за счет получения плотного беззазорного соединения кольца непосредственно с обоймой, гнездо обоймы выполняют переменным по сечению, а уплотнительное кольцо устанавливают в гнездо с радиальными зазорами относительно его наружной и внутренней поверхностей, после чего уплотнительное кольцо подвергают двухкратному холодному прессованию с плавным приложением нагрузки, величина которой при первом прессовании меньше, чем при втором прессовании.

2. Способ по и, 1, отличающийся тем, что, с целью предотвращения трещинообразования уплотнительного кольца в условиях ограниченного объема гнезда путем обеспечения равномерности обжатия кольца по периметру гнезда первое прессование осуществляют усилием, равным 40...50%, второе — 85...90% от предела прочности материала уплотнительного кольца на сжатие.

1732093

1732093 виченце пуансона

l,,У

Л

revenue рабочего Зкладыша до прессо3анил бЬг.Х

Составитель И. Пащенко

Редактор Л. Волкова Техред MËopãåíòàë Корректор Т. Палий

Заказ 1571 Ти ра к Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ С "Cp

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб„4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул,Гагарина, 101