Уплотнение манжетного типа

 

O П И С А Н И E (н) T44178

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Со(оз Советских

Социалистических

Республик (б1) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 29.08.77 (21) 2519752/25-08 с присоединением заявки № (23) Приоритет (51) М. Кл.2

F 163 15/32

Государствеииый комитет (43) Опубликовано 30.06.80. Бюллетень № 24 (53) УДК 62-762.233 (088.8) по делам изобретений и открытий (45) Дата опубликования описания 30.06.80 (72) Авторы изобретения

П. В. Багненко и Д. П. Полишко

Днепропетровский агрегатный завод имени 50-летия СССР (71) Заявитель (54) УПЛОТНЕНИЕ МАНЖЕТНОГО ТИПА

° Изобретение относится к области уплотнительной техники.

Известны конструкции манжетных уплотнений, в которых динамическое биение вала не передается на уплотняющую кром- 5 ку манжеты. К ним относится конструкция, в которой применяется центрированная подшипником скольжения или качения (с малым радиальным зазором) гильза, по которой работает манжета, причем сама 10 гильза уплотняется при помощи неподвижного уплотнения (1). 1 ильза во время работы устанавливается в положение, которое обеспечивает ее концентричное вращение по отношению к корпусу подшипника, т. е. 15 положение оси гильзы не зависит от положения оси вала при его вращении с биением.

Известное уплотнение не обеспечивает хорошего охлаждения зоны контакта ман- 20 жеты с гильзой, имеет значительные габариты, сложно в технологическом и конструктивном отношениях, ненадежно в работе из-за низкой усталостной прочности неподвижного уплотнения, малопригодно для 25 консольных валов.

Известны манжетные уплотнения, при работе которых обеспечивается смазка зоны контакта с валом за счет неперпендикулярности плоскости контакта манжеты к 30 оси уплотняемого вала (2). Эти уплотнения имеют высокую эксплуатационную надежность, дают возможность расширять диапазон допустимых биений валов в широком диапазоне температур рабочей жидкости.

Их работоспособность можно повысить, если обеспечить изменение угла а несовпадения плоскости контакта манжеты с валом и радиальной плоскости вала в процессе работы уплотнения, т. е. обеспечить осевое перемещение точек контакта манжеты с валом за счет изменения угла а во времени.

Целью изобретения является повышение срока службы уплотнения при одновременном расширении применения и повышении надежности.

Эта цель достигается путем выполнения промежуточной втулки с гарантированным зазором по валу, ее шарнирной подвески относительно него и выполнения наружной поверхности втулки эксцентричной относительно поверхности канавки под кольцо во втулке и/или на валу.

Кроме того, с целью обеспечения регулировки соотношения моментов силы скольжения манжеты во втулке и силу опрокидывания втулки на кольце, втулка выполнена сборной и снабжена нажимным устройством.

744178

3

На фиг. 1 схематично изображено описываемое уплотнение, разрез; на фиг. 2 — то же, со смещенной втулкой.

Промежуточная втулка 1 выполнена в виде консоли (опрокидывающейся относительно шарнира в виде уплотнительного кольца 2 с ограниченным радиальным и осевым перемещением), на свободном конце которой установлена манжета 3 с натягом по валу 4 и на расстоянии от шарнира, соответственно зависящим от величины момента силы трения и момента силы опрокидывания шарнира в плоскости, проходящей через ось промежуточной втулки. При это1я момент сил трения и опрокидывания соответственно меньше момента силы трения манжеты о втулку и меньше опрокидывающего момента от усилия со стороны губки манжеты на промежуточную втулку.

Промежуточная втулка снабжена нажимным устройством, состоящим из шайбы 5, пружины б, гайки 7 и обеспечивающим регулирование соотношения указанных моментов за счет торцового сжатия кольца уплотнения и обеспечения поддержания этого сжатия упругим элементом, например цилиндрической пружиной. Контровка гайки 7 обеспечивается осевым сжатием пружины б или другими известными способами.

Регулирование интенсивности смазки зоны контакта производится за счет изменения взаимного углового положения промежуточной втулки относительно поверхности вала 4, при этом поверхность канавки в промежуточной втулки под уплотнительное кольцо, а также поверхность канавки под кольцо на валу выполнены с эксцентриситетом относительно соответствующих наружных поверхностей втулки, контактирующей с губкой манжеты, и/или вала.

Для установки планируемого углового положения на промежуточной втулке и на поверхности вала нанесены метки, по положению которых определяется минимальное, максимальное или промежуточное биение контактной поверхности втулки относительно оси вала при вращении его.

В непосредственной близости от уплотнительного кольца 2 между внутренней поверхностью втулки и наружной поверхностью вала выполнен радиальный гарантированный зазор, величина и осевая протяженность которого обеспечивает свободное опрокидывание консольной части промежуточной втулки.

Уплотнение работает следующим образом.

Рабочая губка манжеты охватывает наружную поверхность промежуточной втулки. При вращении вала 4 уплотнительное кольцо 2 и поверхность Д промежуточной втулки устанавливаются в положение (напротив кольца 2), соответствующее направлению вектора биения поверхности Д относительно оси вала, 5

4

Допустим, что вектор биения находится в плоскости чертежа (см, фиг. 2) и направлен вверх. При этом контактная поверхность Д промежуточной втулки отклоняется губкой манжеты в положение, соответствующее соосному положению только того сечения (сечение в плоскости контакта манжеты представляет собой эллипс) промежуточной втулки, которое совпадает с плоскостью контактной поверхности губки.

Ось втулки отклоняется в сторону, обратную биению, и между осью 0 0 манжеты (или плоскостью контакта манжеты) и. осью 0 0 промежуточной втулки (или плоскостью, перпендикулярной к оси промежугочной втулки) образуется угол а, зависящий от биения втулки и расстояния l от оси кольца 2 до контакта манжеты с промежуточным элементом.

Если вектор биения направлен вниз, то ось втулки отклоняется вверх и занимает положение, аналогичное показанному па фиг, 2.

Таким образом, поверхность Д> промежуточной втулки занимает свое положение в пространстве, соответствующее всем промежуточным значениям угла а от максимального вверх до максимального вниз, т. е. изменяется в диапазоне 4-а (отсчет вверх и вниз является чисто условным).

Осевая протяженность контакта манжеты с поверхностью Д промежуточной втулки 1 в течение одного оборота вала переменна.

Изменение осевой поверхности зоны контакта обеспечивает гарантированную авто матическую смазку ее рабочей жидкостью и обеспечивает длительную надежность уплотнения при незначительных натягах, что особенно важно, например, для работы авиационных агрегатов в широком диапазоне температур.

Формула изобретения

1. Уплотнение манжетного типа с промежуточной втулкой, установленной между манжетой и валом и уплотненной относительно него расположенным в канавках вала и втулки кольцом, отличающееся тем, что, с целью повышения долговечности при одновременном расширении диапазона применения и повышении надежности, промежуточная втулка с гарантированным зазором по валу шарнирно подвешена относительно него с ограничением радиального и осевого перемещения, при этом наружная поверхность втулки, контактирующая с манжетой, эксцентрична относительно поверхности канавки под кольцо во втулке и/или на валу, 2. Уплотнение по п. 1, отличающееся тем, что, с целью обеспечения регулировки соотношения моментов силы скольжения

744178 фиг, 1

Äèã. Я

Составитель Е. Мясковский

Редактор Т. Морозова Техред В. Серякова Корректор Л, Слепая

Заказ 1006/7 Изд. № 355 Тираж 1095 Подписное

НПО «Поиск» Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Типография, пр. Сапунова, 2 манжеты по втулке и силы опрокидывания втулки на кольцо, втулка выполнена сборной и снабжена нажимным устройством.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Денни Д. Исследование гидравлических уплотнений. — «Машиностроение за рубежом», 1959, с. 53 — 58.

2. Багненко П. В. и др. Некоторые расчетные величины манжетного уплотнения с несимметричным контактом. — «Авиационная промышленность», 1974, № 2, с. 35 — 37.