Торцевая уплотнительная манжета

Изобретение относится к уплотнительным устройствам вращающихся валов и может быть использовано в подшипниковых опорах прокатных станов. В торцовой манжете опорная поверхность корпуса выполнена в виде двух концентрических цилиндров разного диаметра, соединенных между собой конической поверхностью, а цилиндрическая поверхность большего диаметра соединена с губкой по радиусу, при этом соотношение длин опорных поверхностей корпуса большего и меньшего размера по оси манжеты определены соотношением 1…4, а коническая поверхность выполнена под углом α=15…20° к оси манжеты. Такое выполнение манжеты позволяет значительно снизить внутренние напряжения и равномерно их распределить по объему в условиях больших деформаций, а также повысить срок службы манжеты. 1 ил.

 

Изобретение относится к уплотнительным устройствам вращающихся валов и может быть использовано в подшипниковых опорах прокатных станов.

Известна приводимая в качестве аналога торцовая уплотнительная манжета (см., «Обзорная информация», ЦНИИТЭИТЯЖМАШ, Серия 1, Металлургическое оборудование. Выпуск 4. М., 1990 г., с.18-20, рис.7). Данная торцовая уплотнительная манжета включает корпус, губку с рабочей кромкой и перемычку, соединяющую корпус и губку.

Такая конструкция манжеты работает надежно в условиях малых значений осевых перемещений рабочей кромки. При повышенных значениях осевых перемещений манжета не обеспечивает герметизацию уплотняемых поверхностей.

Из известных конструкций торцовых уплотнительных манжет наиболее близким аналогом (прототипом) по технической сущности является торцовая уплотнительная манжета (см. патент РФ №2063276, кл. В21В 31/02, 16.05.1994 г). Эта торцовая уплотнительная манжета, содержащая корпус с внутренней опорной поверхностью, губку с рабочей кромкой и соединяющую корпус и губку перемычку, за счет упругих свойств губки обеспечивает достаточно большие осевые перемещения рабочей кромки.

Недостаток известной торцовой уплотнительной манжеты - прототипа заключается в том, что большие перемещения рабочей кромки вызывают повышенные напряжения в губке и на рабочей кромке, что приводит к преждевременному выходу из строя манжеты.

Техническим результатом предлагаемого изобретения (торцовой уплотнительной манжеты) является значительное снижение внутренних напряжений и равномерное их распределение по объему в условиях больших деформаций и повышение срока службы.

Технический результат достигается тем, что опорная поверхность корпуса выполнена в виде двух концентрических цилиндров разного диаметра, соединенных между собой конической поверхностью, а цилиндрическая поверхность большего диаметра соединена с губкой по радиусу, при этом соотношение длин опорных поверхностей корпуса большего и меньшего размера по оси манжеты состовляет 1…4, а коническая поверхность выполнена под углом α=15…20° к оси манжеты.

Заявленная торцовая уплотнительная манжета поясняется чертежом, где изображена торцовая уплотнительная манжета V-образного типа.

Торцовая уплотнительная манжета, выполненная из эластомера, состоит из корпуса 1, губки 2 с рабочей кромкой 3, примыкающей к поверхности 4, перемычки 5, соединяющей корпус 1 и губку 2. Опорная поверхность корпуса 1 выполнена в виде двух концентрических цилиндров разного диаметра: 6 и 7, соединенных между собой конической поверхностью 8, при этом цилиндрическая поверхность 7 большего диаметра соединена с губкой 2 по радиусу R1, при этом соотношение длин опорных поверхностей 6 и 7 по оси манжеты определены как 1…4, а коническая поверхность 8 выполнена под углом α=15…20° к образующей цилиндрической поверхности 6. Наружная поверхность перемычки 5, соединяющая корпус 1 и губку 2, выполнена по радиусу R2, причем величины R1, R2 определены соотношением 4 к 3. Такое соотношение выбрано расчетным путем и позволяет снизить напряжения в области соединения губки 2 и корпуса 1 на 20%…25%.

Работа торцовой уплотнительной манжеты осуществляется следующим образом.

При установке манжеты своими цилиндрическими поверхностями 6 и 7 в устройство 9 с натягом 1,5-3% ее предварительно поджимают в осевом направлении посредством уплотняемой поверхности 4. Размер предварительного поджатия выбирают таким образом, чтобы манжета оказалась поджата в ее среднем положении. Это позволяет за счет упругих деформаций обеспечивать работу манжеты при изменении размера в осевом направлении как в сторону его увеличения, так и уменьшения. В процессе работы изменение размера в осевом направлении может быть в достаточно большом диапазоне, например, при осевой регулировке валков прокатных станов. При этом за счет сложения деформаций губки 2 рабочая кромка 3 находится в постоянном контакте с уплотняемой поверхностью 4.

Примером выполнения предлагаемой торцовой уплотнительной манжеты может быть вариант, в котором манжета выполнена из полиуретана СКУ-7Л по ТУ 84-404-78 с размерами от 50 мм до 2500 мм внутреннего диаметра, с возможностью удерживать избыточное давление до 1 кг/см².

Таким образом, предлагаемое изобретение - торцовая уплотнительная манжета позволяет получить следующие преимущества:

- значительное увеличение хода рабочей кромки манжеты в осевом;

- за счет снижения внутренних напряжений обеспечить оптимальное прижатие рабочей кромки к уплотняемой поверхности;

- повышение долговечности торцовой манжеты;

- повышение эффективности работы торцовой уплотнительной манжеты.

Торцевая уплотнительная манжета V-образного типа, содержащая корпус с внутренней опорной поверхностью, губку с рабочей кромкой и соединяющую корпус и губку перемычку, отличающаяся тем, что опорная поверхность корпуса выполнена в виде двух концентрических цилиндров разного диаметра, соединенных между собой конической поверхностью, а цилиндрическая поверхность большего диаметра соединена с губкой по радиусу, при этом соотношение длины опорных поверхностей корпуса большего и меньшего размера по оси манжеты равно 1…4, а коническая поверхность выполнена под углом α к оси манжеты, равным 15 - 20°.