Контактное уплотнение

 

Союз Сонетскик

СО4иапистнческик

Республик

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К 4ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ii1887855 (61) Дополнительное к авт. свнд-ву (22)Заявлено 01.04.80 (2!) 2901183/25-08 с присоединением заявки М (23) Приоритет (5! )М. К,п.

F 16 J 15/34//

F !6 С 33/66

3Ъоударотеанный комитет

СССР ао делам изобретений и открытий

Опубликовано 07.12.81. Бюллетень Ме 45 (53) УД 62-762 (088. 8) Дата опубликования описания 09. 12. 81

А. С. Михневич, Ю. В. Ратников и M. Я. Фрумки1т"- - " >!

t .;;;Ь.

Институт механики металлополимерных систем

АН Белорусской ССР (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) КОНТАКТНОЕ УПЛОТНЕНИЕ

Изобретение относится к области уплотнительной техники.

Известны контактные уплотнения для подшипников, выполненные в виде кольцеобразной диафрагмы из упругого материала, расположенной между торцами подшититиков и деталями их крепления t l) .

Недостатком их является малая долговечность из-эа отсутствия компенсации износа.

Цель изобретения — повышение долговечности путем автоматической компенсации износа.

Для этого диафрагма выполнена в виде полого цилиндрического кольца, тор-11 цы которого с одной стороны упираются в уплотняемые поверхности, а с другой стороны соединены между собой стенкой, на которой выполнены V-образные рифленые выемки или выступы, скользящие под действием момента трения по выступам или Ч-образным выемкам в крышке, причем диафрагма выполнена плавяющей относительно вала и подшипника, причем рифления на откосах Ч-образных выемок имеют углы, обратные углам откосов, а торцовые поверхности диафрагмы могут быть снабжены контактными кольцами иэ самсмазывающихся пластмасс.

На фиг. 1 показано контактное уплотнение; на фиг. 2 — сечение А-А фиг.1; на фиг. 3 — сечение Б-Б фиг. 2; на фиг. 4-7 — варианты исполнения уплотнительных элементов; на фиг. 8 — при- мер применения контактного уплотнения для роликоопоры конвейера.

Подшипниковый узел с контактным торцовым уплотнением состоит из антифрикционной втулки 1, корпуса 2, вала 3, крышки 4 и уплотнительного элемента 5, выполненного в виде цилиндрического полого кольца, торцовые поверхности которого с одной стороны контактируют с уплотняемыми поверхнос тями вала и подшипника, а с другой соединены между собой стенкой, на наружной боковой поверхности которой расположены выступы, взаимодейству1сщие с рифлениями"упорами, выполненными на внутренней стороне крышки.. Рифления на крышке 4 расположены в V-îáразной выемке, углы откоса которой .

Каждое рифление имеет впадину с углом еС, имеющим обратным знак по отношению к углу о . Уплотнительный элемент снабжен кольцами 6 из антифрик- t0 ционного материала или выполнен из двух шайб 7 и 8, соединенных пружиной 9 (cM. фиг. 5 и 7) .

Уплотнение работает следующим образом. 15

При вращении вала 3 между торцом его уступа и торцом цилиндрического уплотнительного элемента возникает момент трения, действующий в направлении вращения вала и стремящийся провернуть уплотнительный элемент. Однако выступы уплотнительного элемента 5 находятся в зацеплении с рифлениями в выемках крышки 4. Такое зацепление

Не позволяет уплотнительному элементу 5 свободно вращаться вместе с валом 3, а только провернуться под действием момента М = F r. При протр вороте уплотнительного элемента 5 его выступы, скользя по рифлениям Ч-образных выемок, перемещаются вдоль оси вращения. На фиг. 3 это перемещение условно обозначено. стрелкой Н. При перемещении выступов на один шаг рифления Н в осевом направленИИ в стен35 ках уплотнительного элемента создаются дополнительные упругие деформации, обеспечивающие постоянный контакт в торцовой уплотнительной паре.

При износе уплотняемых поверхностей

40 уплотнительный элемент автоматически доуплотняет контакт на величину одного или более Д Н. Автоматическое доуплотнение происходит до тех пор, пока выступы не достигнут последних ступенек в сопряженных с ними дета45 лях. Величина предварительного натяга уплотнительного элемента рассчиты" вается таким образом, чтобы поворот уплотнительной диафрагмы на 1 ступеньку происходил при величине крутящего момента, равного 0,3+0,6 от момента трения в торцовой уплотнительной паре.

В этом случае при уменьшении усилия приляма в уплотнительной паре, например, в результате износа контактирующих поверхностей, до величины (0,3+0,6) дН2, (где Z — жесткость диафрагмы в кг/мм), произойдет проворот

887855 4 на один шаг AH. Находясь н» одной нз ступеней рифления при остановке узла (остановке вращения вала), разуплотнение торцового контакта не происходит, так как этому препятствует обратный угол eL . Таким образом обеспечивается стояночное уплотнение. При изменении направления вращения разуплотнение контакта также не происходит благодаря симметричности V-образных выемок. Количество выступов и Ч-о6разных выемок, первоначальные усилия прижима уплотняющих элементов к уплотняемым поверхностям, величины углов и С в каждом конкретном случае зависят от конструкции и габаритов узла трения, от свойств выбранных конструкционных материалов, от условий эксплуатации узла трения и других специальных требований, предъявляемых к узлу трения.

Уплотнительные элементы могут быть изготовлены из различных материалов — металлов, пластмасс и др.

Для увеличения степени герметичности, износостойкости и долговечности уплотнения контактные поверхности уплотйительных элементов могут быть снабжены кольцевыми вставками из самосмазывающихся композиционных материалов — графитопластов, металлополимерных композиций и т.tt.

На фиг. 4-7 изображены четыре варианта уплотнительных элементов для подшипниковых узлов. На фиг. 4 уплот" нительный элемент 5 выполнен из упругой пластмассы и снабжен кольцевой вставкой (кольцом) 6 из самосмазывающегося материала; на фиг. 5 — в виде тонкостенного, полого металлического кольца, снабженного контактными кольцами 6 из антифрикционного материала; на фиг. 6 — в виде фасонной монолитной детали (диафрагмы) из антифрикционной пластмассы, например полиамида; на фиг. 7 — уплотнительныйзпемент выполнен составным из двух фасонных шайб 7 и 8, сопряженных между собой пружинами 9 для обеспечения начального и дополнительного стояночного прижима уплотнительного элемента к уплотняемым поверхностям подшипника. Возможные варианты конструктивного исполнения уплотнительного элемента не охватываются приведенными на фиг. 4-7 устройствами. Очевидно, что V --образные выемки с рифлениями могут быть выполнены на уплотни тельном. элементе 5, выступы (упоры) 5 8878 на крышке 4 или на корпусе подшипника 2. В этом случае уплотнительный узел может. быть выполнен более компактным, например без крышки 4. Для изготовления уплотнительного элемента могут быть применены самые разнообразные технологические процессы— литье, прессование, точение и др.

Предложенное контактное уплотнение может быть применено как для подшип- !О ников скольжения, так и для стандартных открытых подшипников качения. В

/ качестве примера применения контакт ного уплотнения на фиг. 8 изображена роликоопора ленточного конвейера. l5

Роликоопора состоит из корпуса 10, крышки 11, уплотнительного элемента 12, шарикоподшипника 13, оси 14. Роликоопоры, снабженные контактными уплотнениями подшипников, испытаны в про- щ изводственных условиях завода химических удобрений. Ресурс работы роликов при попадании на них кислот и щелочей возрос в четыре раза благодаря применению уплотнений. 25

Формула изобретения

1. Контактное уплотнение для подшипников, выполненное в виде кольцеобразной диафрагмы из упругого матерна- щ ла, расположенной между торцами под55 Ь шипников и деталями их крепления, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения долговечности путем asтоматической компенсации износа, диафрагма выполнена в виде полого цилиндрического кольца, торцы которого с одной стороны упираются в уплотняемые поверхности, а с другой стороны соединены между собой стенкой, на которой выполнены Ч-образные рифленые выемки или выступы, скользящие под действием момента трения соответственно по выступам или Ч-образным выемкам, выполненным в ограиичивакицих деталях подшипников, например в крышках, причем диафрагма выполнена плавающей относительно вала и подшипника;

2. Контактное уплотнение по п. отличающееся тем, что рифления на откосах Ч-образных выемок имеют углы, обратные углам откосов

V-образных выемок.

3. Контактное уплотнение по пп. 1 и2, отличающееся тем, что торцовые поверхности диафрагмы снабжены контактными кольцами из самосмазывающихся пластмасс.

Источники информации,,принятые во внимание при экспертизе

1. Патент Франции Р 807944. кл. Г 1б 3, опублик. 1937.

887855

Составитель Ю. Кибиткин

Редактор Т. Колодцева Техред О.Легеза

Ко екто А. ЛзЯтко

Подписное

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Заказ 10703/7 Тираж -1009

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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