Способ изготовления неподвижных разъемных соединений


 

F16J15/00 - Поршни; тронковые поршни; плунжеры (мехи F16J 3/06; поршневые кольца и канавки для них F16J 9/00; вращающиеся поршни, например для двигателей типа "Ванкель" F01C; для двигателей внутреннего сгорания, т.е. специально сконструированные для высоких температур или видоизмененные для направления, зажигания или иного воздействия на заряд рабочей смеси F02F; поршни, предназначенные для гидравлических двигателей объемного вытеснения F03C 1/28; для насосов F04B; поплавки F16K 33/00)

Владельцы патента RU 2499171:

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Брянская государственная инженерно-технологическая академия" (RU)

Изобретение относится к уплотнительной технике. Способ изготовления неподвижных разъемных неподвижных соединений гидравлических систем машин и оборудования различного назначения включает нанесение металлических или фторопластовых покрытий на соединяемые детали и их последующую термическую обработку. На одну из рабочих поверхностей неподвижного разъемного соединения методом натирания или газотермического распыления наносят слой медьсодержащего покрытия, а на другую - гальваническим способом медный слой. После этого детали образованного неподвижного разъемного соединения подвергают совместной технологической приработке, осуществляемой в условиях приложения осевой нагрузки 20-30 H при относительном возвратно-вращательном движении на 3-5 оборотов в каждую сторону и осциллирующем угловом перемещении с частотой 10-12 Гц на угол 3-5°. Изобретением достигается достаточная прочность сцепления покрытия с подложкой и обеспечивается возможность последующего трансформирования структуры материала покрытия для достижения повышенной работоспособности. Изобретение повышает качество и работоспособность создаваемого герметизирующего слоя. 2 з.п. ф-лы, 1 ил.

 

Изобретение относится к уплотнительной технике, а именно к способам изготовления неподвижных разъемных соединений и может быть использовано в транспортном машиностроении, станкостроении, производстве дорожной и строительной техники, преимущественно для герметизации неподвижных разъемных соединений агрегатов работающих при давлениях до 500 кгс/см2 и температурах от минус 50 до 250-300°C.

Изобретение может быть использовано также и в других отраслях техники, например, в судостроении, авиационной промышленности и др.

Уплотнения должны обеспечивать надежную герметизацию соединения при повышенных давлениях уплотняемой среды.

Наиболее полно требованиям обеспечения надежной герметичности в указанных условиях удовлетворяют металлические уплотнения, уплотнительные поверхности которых покрыты герметизирующем слоем материала, твердость которого существенно ниже твердости металлической основы (заготовки), выполняемой из высокопрочных сталей и сплавов.

Известен способ изготовления уплотняющих элементов по а.с. 872875 кл. F16J 15/08, включающий предварительную обработку поверхностей заготовки с последующим нанесением на них фторопластового покрытия и его термообработку, отличающийся тем, что для повышения прочности сцепления герметизирующего покрытия на поверхность основы перед покрытием наносят электролитический слой черного хрома, покрытие термообрабатывают.

К недостаткам данного способа следует отнести следующее:

- технологически сложно обеспечить нанесение равнотолщинного покрытия при толщинах покрытия более 50 мкм из-за необходимости послойного нанесения герметизирующего покрытия с последующей термообработкой каждого слоя в отдельности;

- малый температурный диапазон возможного использования фторопластового покрытия (до +150°C) и недостаточный (до 400 кгс/см2) уровень давлений из-за температурных и прочностных ограничений по работоспособности фторопласта;

- недостаточная, применительно к условиям работы многих энергонасыщенных технологических машин, прочность фторопластового покрытия, приводящая к его разрушению при воздействии циклических силовых и термических нагрузок. Кроме того, имеет место нарушение механических свойств фторопласта при длительной эксплуатации из-за старения фторопласта, приводящее к снижению его пластичности, растрескиванию и шелушению покрытия.

Приведенный выше способ является аналогом предполагаемого изобретения.

Известен способ изготовления уплотнений по патенту 2154210, кл. F16J 15/08, включающий травление поверхности заготовок в смеси минеральных кислот, нанесение герметизирующего покрытия и его термообработку, последующее нанесение слоя гальванического серебра в два этапа, причем при первом этапе наносят слой толщиной 75-80% от заданной толщины покрытия с последующими операциями обжига и механического уплотнения, а затем проводят допокрытие слоя серебра до заданной толщины.

Данный способ принят авторами за прототип.

К недостаткам прототипа следует отнести следующие:

- большая трудоемкость и сложность реализации процесса создания покрытия. Необходимость двухэтапного нанесения слоя гальванического серебра.

- сложность выполнения и малая эффективность выполнения операции механического уплотнения покрытия серебра сопровождающегося безвозвратной потерей драгоценного металла.

- сложность удаления сквозных пор в слое гальванического серебра, ухудшающих качество герметизирующего покрытия и снижающее надежность эксплуатации уплотняющих элементов.

- сложность восстановления, обеспечивающего высокую работоспособность неподвижных разъемных соединений после их разборки и последующей сборки.

Задачей предлагаемого изобретения является повышение качества герметизирующего слоя за счет обеспечения объемной стабильности его свойств, возможности перемещения материала в контактной зоне при формировании соединения, а также существенное снижение производственных и эксплуатационных расходов.

Указанная задача достигается с помощью создания в контактной зоне герметизирующих деталей промежуточных функциональных слоев обладающих способностью формирования надежного герметизирующего контакта посредством предлагаемого способа изготовления разъемных неподвижных соединений гидравлических систем машин и оборудования различного назначения, включающего нанесение покрытий на соединяемые детали и последующую обработку, при этом на рабочие поверхности деталей разъемного неподвижного соединения наносят покрытия, а детали образованного соединения подвергают совместной технологической приработке, осуществляемой в условиях приложения осевой нагрузки 20-30 H при относительном возвратно-вращательном движении на 3-5 оборотов в каждую сторону и осциллирующем угловом перемещении с частотой 10-12 Гц на угол 3-5°.

Процесс приработки осуществляют в условиях подачи в контактную зону активной среды, состоящей из глицерина и уксусной кислоты с соотношении 9:1

На формируемую поверхность одной из деталей наносят регулярный микрорельеф, представляющий собой винтовой выступ, расположенный в зоне соприкосновения герметизирующих поверхностей, при этом шаг винтового выступа составляет 0,2-0,3 мм, высота 20-30 мкм.

Схема выполнения технологической приработки приведена на фиг.1. Цифрами обозначены: 1 - возвратно-вращательное перемещение; 2 - осциллирующее движение; 3 - вектор приложения осевой нагрузки.

Предлагаемый способ изложен в следующем примере.

Создание промежуточного слоя осуществляется в четыре этапа. На первом этапе на охватывающую поверхность штуцера газотермическим способом наносится слой меди. Рекомендуемые режимы нанесения покрытия составляют: расстояние от сопла технологической установки до обрабатываемой поверхности 100-150 мм; температура струи 1050-1100°C, температура подложки обрабатываемой детали 350-400°C, толщина покрытия 8-10 мкм. При этих режимах достигаются достаточная прочность сцепления покрытия с подложкой и возможность последующего трансформирования его структуры в процессе технологической приработки.

Другим возможным вариантом создания покрытия являлась фрикционная безабразивная обработка охватывающей рабочей поверхности штуцера. При ее выполнении слой покрытия создается методом натирания медьсодержащего сплава, например латуни Л-62. Для интенсификации процесса натирания в зону взаимодействия образца и латунного прутка подается активирующая среда. Ширина формируемой полосы последующего контактного взаимодействия составляет 3-5 мм и определяется диаметром используемого технологического прутка.

На втором этапе на охватываемую поверхность ниппеля наносится методом химического осаждения слой меди толщиной 2-4 мкм. Покрытие создается путем помещения рабочей части ниппеля в специальную ванну, которая заполняется раствором следующего состава (г/л): сернокислая медь - 10; серная кислота - 10. Этот раствор при температуре 15-25°C обеспечивает достижение скорости наращивания около 10 мкм/ч.

На третьем этапе после нанесения указанных выше покрытий на рабочие поверхности деталей неподвижного разъемного соединения, осуществляется их совместная технологическая приработка с приложением осевой нагрузки 20-30 H. Для ускорения достижения аморфизации формируемого при этом промежуточного слоя приработка осуществляется в среде глицерина 90% и уксусной ледяной кислоты 10% при относительном возвратно-вращательном движении на 3-5 оборотов в каждую сторону и осциллирующем угловом перемещении с частотой 10-12 Гц на угол 3-5°.

Для достижения аморфизации материала формируемого промежуточного слоя приработка осуществляется в среде глицерина 90% и уксусной ледяной кислоты 10%. Продолжительность приработки составляет 5-7 мин.

Четвертый этап заключается в нанесении на одну из функциональных поверхностей, предпочтительно охватывающую, регулярного микрорельефа, представляющего собой винтовой выступ, расположенный в зоне соприкосновения герметизирующих поверхностей. Шаг винтового выступа составляет 0,2-0,3 мм, высота 20-30 мкм.

После выполнения совокупности предлагаемых операций создания защитно-герметизирующего слоя достигаются следующие его функциональные параметры.

Покрытия, наносимые на контактирующие поверхности деталей, достаточно прочно закрепляются на них посредством действия адгезионных связей. В результате при приложении смещающей нагрузки срыв покрытия с материала подложки не происходит, а все относительные, как микро, так и макро перемещения реализуются во внутренних промежуточных слоях. При этом благоприятные условия эксплуатации достигаются за счет обеспечения аморфного состояния материала промежуточного слоя.

В связи с тем что промежуточный слой, сформированный в результате реструктуризации материалов газотермического покрытия штуцера и химического покрытия ниппеля в процессе их совместной аморфизирующей приработки, является достаточно мягким и пластичным, представляется возможность его дополнительной обработки методами поверхностного пластического воздействия, которые позволяют формировать благоприятный с позиции обеспечения герметичности соединений, регулярный микрорельеф, имеющий разные высотные и шаговые показатели в продольном и поперечном направлениях.

Нанесение такого микрорельефа позволяет минимизировать возможность образования в контактной зоне соединения сквозных капилляров, способствующих утечке рабочих жидкостей и дегермитизации стыка.

Целесообразность использования предложенных способов герметизации подтверждена результатами лабораторных и натурных исследований, которые показали, что подобным образом можно существенно повысить надежность неподвижных разъемных гидравлических соединений строительных, дорожных и других технологических машин за счет увеличения герметичности и износостойкости.

1. Способ изготовления неподвижных разъемных неподвижных соединений гидравлических систем машин и оборудования различного назначения, включающий нанесение металлических или фторопластовых покрытий на соединяемые детали и их последующую термическую обработку, отличающийся тем, что на одну из рабочих поверхностей неподвижного разъемного соединения методом натирания или газотермического распыления наносят слой медьсодержащего покрытия, а на другую - гальваническим способом медный слой, затем детали образованного неподвижного разъемного соединения подвергают совместной технологической приработке, осуществляемой в условиях приложения осевой нагрузки 20-30 H при относительном возвратно-вращательном движении на 3-5 оборотов в каждую сторону и осциллирующем угловом перемещении с частотой 10-12 Гц на угол 3-5°.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что процесс приработки осуществляют в условиях подачи в контактную зону активной среды, состоящей из глицерина и уксусной ледяной кислоты в соотношении 9:1.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что на формируемую поверхность одной из деталей наносят регулярный микрорельеф, представляющий собой винтовой выступ, расположенный в зоне соприкосновения герметизирующих поверхностей, при этом шаг винтового выступа составляет 0,2-0,3 мм, высота 20-30 мкм.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано для герметизации различных упругоэластичных тонкостенных камер, оболочек и т.п., работающих под действием давления рабочей среды.

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано для сборки гидропневмоагрегатов с уплотнительными кольцами радиального сжатия. .

Изобретение относится к уплотнительному устройству и его применению, причем уплотнительное устройство содержит уплотнительное кольцо и фильтрующее кольцо из фильтрующего нетканого материала, установленное по соседству с уплотнительным кольцом со стороны, обращенной к герметизируемому пространству, с аксиальным зазором.

Изобретение относится к области измерительной техники. .

Изобретение относится к уплотнительной технике и может быть использовано в нефтяной и газовой промышленности. .

Изобретение относится к уплотнительной технике, в частности к технологии изготовления плоских прокладок. .

Изобретение относится к уплотнительной технике и может быть использовано для уплотнения поджимных штоков. .

Изобретение относится к технологии изготовления кольцевых уплотнительных элементов, предназначенных для создания газового уплотнения между вращающимися деталями турбин, преимущественно для газотурбинных двигателей (ГТД).

Изобретение относится к области уплотнительной техники, в частности к узлам уплотнения механизмов для герметизации кольцевого зазора между цилиндром и поршнем в устройствах, работающих в условиях возвратно-поступательного движения. Манжетное уплотнение выполнено в виде кольца, имеющего V-образное поперечное сечение. Указанное кольцо сформировано из фольги, содержащей слой терморасширенного графита (ТРГ) с равномерно распределенным по его ширине по меньшей мере одним расправленным углеродным жгутом, посредством ее спиральной навивки с последующей подпрессовкой в направлении оси кольца. Описанное выше манжетное уплотнение за счет того, что оно имеет широкий температурный диапазон применения (до 650°С на воздухе, до 3000°С - в инертной атмосфере), а также благодаря стойкости к «вымыванию» ТРГ, армированного расправленным углеродным жгутом, позволяет повысить герметичность подвижных соединений в условиях эксплуатации при высоких рабочих температурах (выше 200°С) и надежность. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к области уплотнительной техники, в частности к уплотнению роторов. Уплотнение с активным электромагнитным регулированием зазора содержит установленный на роторе диск, размещенный в корпусе кольцевой электромагнит с обмоткой и, по меньшей мере, двумя полюсами, подпружиненный относительно корпуса в осевом направлении и образующий с диском пару уплотнения с осевым рабочим зазором, и подключенную к обмотке электромагнита систему активного электромагнитного регулирования зазора. Диск выполнен из немагнитного материала с кольцевым пазом, в котором коаксиально размещены, по меньшей мере, два кольцевых постоянных магнита, намагниченных в осевом направлении с чередующейся полярностью, первые торцы которых замкнуты кольцевой магнитной перемычкой, а вторые торцы обращены к рабочему зазору пары уплотнения, каждый полюс кольцевого электромагнита с соответствующим ему торцом кольцевого постоянного магнита расположены на одинаковом расстоянии от оси ротора, а система активного электромагнитного регулирования зазора подключена к обмотке кольцевого электромагнита с возможностью возникновения отталкивающей силы в паре уплотнения при подаче тока. Техническим результатом изобретения является повышение надежности работы устройства. 2 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к уплотнительной технике и может быть использовано для обеспечения герметичности неподвижных разъемных соединений, в частности, эксплуатируемых в агрессивных средах. В неподвижном соединении, включающем вал и втулку, при сборке формируют винтовой канал, образуемый сопрягаемыми поверхностями деталей, который заполняют магнитореологическим композитом, состоящим из магнитной жидкости и сорбента, взаимодействующего с молекулами герметизируемой среды. Помещают соединение в неоднородное магнитное поле, вектор магнитной индукции которого устанавливают по касательной к виткам канала; при этом втулка содержит резервную полость, П-образный паз и отводящий канал, выходящие в межвитковое пространство. Технический результат заключается в повышении герметичности и долговечности неподвижных разъемных соединений. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к способу изготовления эластичного пластинчатого уплотнения. Способ заключается в том, что собирают множество эластичных пластин и множество разделительных прокладок в сварочном приспособлении, таким образом формируя лепестковый пакет, имеющий передний и задний концы и кривизну, приваривают стороны лепесткового пакета к крюковым пластинам. После этого удаляют участок крюковых пластин и накладывают радиально проходящую пластину на листовой пакет. Изобретение повышает надежность уплотнения. 9 з.п. ф-лы, 15 ил.

Группа изобретений относится к уплотнительной технике. Щеточное уплотнение роторов выполнено в виде прижимной щеки и последовательно состыкованных с ней элементов - кольцевой проволочной щетки и опорной щеки. Устройство снабжено технологическим кольцом. Прижимная щека выполнена с торцевым выступом в качестве стыковочного элемента. При изготовлении по сторонам оправки размещают опорные щеки, наматывают проволоку, затем проволочную намотку обжимают прижимными щеками, обрезают проволочную намотку, а затем сваривают состыкованные элементы и производят окончательную механическую обработку. На наружные цилиндрические поверхности состыкованных элементов накладывают металлическую полосу, соединяют концы аргонодуговой сваркой в технологическое кольцо, а сварку состыкованных элементов осуществляют электронным лучом через технологическое кольцо. Устройство для изготовления щеточного уплотнения роторов содержит оправку в виде колец, скрепленных по окружности винтами. Устройство снабжено центрирующими обоймами со ступицами, а оправка размещена на упомянутых ступицах. Между кольцами оправки установлено среднее кольцо, а винтовое крепление крайних колец осуществлено посредством среднего кольца. Изобретение позволяет повысить надежность щеточного уплотнения. 3 н. и 1 з.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к уплотнительной технике. Самоуплотняющееся бесфланцевое соединение содержит две неподвижные между собой детали, выполненные одна в виде корпуса, другая в виде крышки с кольцевым упором, разрезное кольцо, кольцевую грундбуксу Т-образного сечения, сальниковую набивку и поджимные шпильки. Кольцевая грундбукса Т-образного сечения, кольцеразрезные соединительные элементы и кольцевая грундбукса F-образного сечения с упорами разной высоты установлены в зазоре для закладки и выемки разрезного кольца, а кольцевая грундбукса Т-образного сечения установлена с возможностью перемещения под действием уплотняемого давления и поджима сальниковых набивок, которые самоуплотняют бесфланцевое соединение независимо от разрезного кольца. Изобретение позволяет повысить надежность соединения. 1 ил.

Изобретение относится к конструкциям, предназначенным для герметизации соединения составных частей устройств, предпочтительнее стыка основания и крышки контейнера для транспортирования космических аппаратов. Узел содержит основание, крышку и уплотнитель, расположенный между ними по периметру плоскости стыка крышки с основанием. Уплотнитель состоит из основного монолитного уплотнителя и дополнительного полого уплотнителя. Каждый из уплотнителей установлен в свой паз. Дополнительный уплотнитель в ненагруженном состоянии имеет размер от плоскости стыка основания больший по сравнению с основным уплотнителем на величину не менее величины сжатия основного уплотнителя под заданной для него нагрузкой. Изобретение обеспечивает повышение уровня герметизации и простоту изготовления узла. 4 з.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к авиадвигателестроению, в частности к процессу изготовления сотовой ленты, применяемой в газотурбинных двигателях, и касается способа изготовления сотового уплотнения. Осуществляют непрерывную подачу ленты неограниченной длины, выполняют надрезы в шахматном порядке с шагом, равным высоте соты. Длина надреза равна половине периметра соты. Гофрируют ленту таким образом, что форма гофры соответствует форме половины соты. Затем гофрированную ленту складывают по надрезам и калибруют по высоте. После подачи ленты неограниченной длины надрезы, изготовленные в шахматном порядке, выполняют поперечными по всей длине ленты, при этом перемычка, образованная между надрезами, имеет длину стороны соты. Выполняют сжатие кромок ленты с обеих сторон с углом конусности 10-20°. Последующее гофрирование делают продольным по всей ширине ленты, затем поперечно складывают продольно гофрированную ленту по выполненным надрезам, далее после калибровки по высоте сотовую ленту с обеих сторон сваривают по соприкасающимся граням сот. Изобретение обеспечивает повышение прочностных характеристик сотового уплотнения. 3 ил.

Изобретение относится к области транспортного машиностроения. Уплотнение расположено между краем отверстия в корпусе транспортного средства и присоединенной дверью. Дверь шарнирно соединена с корпусом транспортного средства вдоль первой заданной секции края отверстия. Уплотнение содержит фиксирующий профиль, с которым соединяется трубчатый уплотнительный профиль, стенку уплотнительного профиля. Стенка уплотнительного профиля содержит одну продольную канавку и образует целостный пленочный шарнир, который является продольным. Уплотнительный профиль содержит одну наружную канавку вдоль участка уплотнения, предназначенного для соединения с первой заданной секцией края отверстия. Наружная канавка выполнена с возможностью уменьшения сопротивления уплотнительного профиля сжатию в направлении зацепления при закрытии между отверстием и дверью. Достигается уменьшение сопротивления сжатию уплотнительного профиля. 8 з.п. ф-лы, 5 ил.

Изобретение касается системы герметизации с компенсацией давления для вала вращения или перемещения машины, предназначенной для герметизации отсека. Система содержит первую среду, размещенную вокруг вала, и включает, по меньшей мере, кольцевое уплотнение, предназначенное для изоляции упомянутого отсека. Уплотнение размещено радиально вокруг вала и удерживается держателем уплотнения. Система герметизации содержит: устройство усиления давления, соединенное с держателем уплотнения, содержащее цилиндрическую трубу и поршень, снабженный двумя головками различных диаметров и предназначенный для разделения цилиндрической трубы на две изолированных камеры различных диаметров, соответствующих диаметрам поршневых головок. Камера меньшего диаметра соединена с держателем уплотнений и взаимодействует с первой средой, а камера большего диаметра заполнена, по меньшей мере, частично, второй средой; а устройство рекуперации среды, соединенное с камерой большего диаметра, заполнено газом и предназначено для сбора части второй среды из упомянутой камеры в процессе перемещения поршня для обеспечения того, чтобы давление на уровне первой среды, находящейся в контакте с упомянутым уплотнением, превышало наружное давление, приложенное к упомянутому уплотнению. Изобретение повышает надежность системы герметизации. 9 з.п. ф-лы, 4 ил.
Наверх