торцевое уплотнение вращающихся валов

Формула изобретения

Торцовое уплотнение вращающихся валов, содержащее неподвижный корпус с закрепленной на нем опорной втулкой с торцовыми концентрическими выступами, стакан с продольными пазами, закрепленный на валу, упругую манжету и вращающееся уплотнительное кольцо, отличающееся тем, что между вращающимся уплотнительным кольцом и упругой манжетой установлен поводковый диск с радиальными выступами, расположенными в продольных пазах стакана, а в опорной втулке выполнен центральный конический направляющий выступ для размещения на нем вращающегося уплотнительного кольца, причем в опорной втулке между выступами выполнены кольцевые канавки, а на наружном торцовом концентрическом выступе выполнены радиальные пазы, при этом в поводковом диске и неподвижном корпусе выполнены цилиндрические углубления, в которые установлены упругие элементы тарельчатой формы для закрепления соответственно вращающегося уплотнительного кольца и опорной втулки.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к уплотнительной технике и используется в насосах машин, двигателей и испытательной технике.

Известно угольное лабиринтное уплотнение для вращающихся строительных деталей. Уплотнение содержит угольное кольцо в форме трапеции, расположенное в общем корпусе сальника, металлические шайбы клинообразного сечения, уплотнительные острия которых направлены к вращающейся строительной детали, тарельчатые пружины, расположенные на холодном конце сальника и гребенчатые втулки с лабиринтовым острием [1]

Недостатком аналога является то, что из-за биений вала в период приработки происходит интенсивное изнашивание канавок, полученных врезанием выступов гребенчатых втулок в угольные ответные кольца трапецеидальной формы под действием нагрузок, и, следовательно, появляются полости, в которых скапливаются абразивы, что приводит к повышению износа сопрягаемых уплотнений.

Наиболее близким техническим решением является уплотнение, применяемое для валов бортовых редукторов тракторов. Уплотнение содержит неподвижное и вращающееся кольца, сопряженные между собой выполненными на их торцах концентрическими выступами трапецеидального профиля. Основания впадин между выступами выполнены по радиусу [2] Недостатком прототипа является то, что при изготовлении уплотнительных колец возможно несовпадение сопрягаемых профилей и неперпендикулярность торцов выступов к профилям, последние при нагружении изнашиваются из-за их биений, и, следовательно, появляются полости, где скапливаются абразивы, что приводит к повышенному износу профилей торцовых уплотнений.

Задачей изобретения является уменьшение изнашивания торцовых уплотнений путем предотвращения их биений, образований твердых отложений на контактных поверхностях между неподвижной деталью и мягким ответным кольцом и предохранения поверхностей от абразивного воздействия стабильной жидкостной графитовой пленкой.

Технический результат достигается тем, что торцовое уплотнение, содержащее неподвижный корпус, с закрепленной на нем опорной втулкой с торцовыми концентрическими выступами, стакан с продольными пазами, закрепленный на валу, упругую манжету и вращающееся уплотнительное кольцо, дополнительно содержит между вращающимся уплотнительным кольцом и упругой манжетой поводковый диск с радиальными выступами, расположенными в продольных пазах стакана, а в опорной втулке выполнен центральный конический направляющий выступ для размещения в нем вращающегося уплотнительного кольца, причем в опорной втулке между выступами выполнены кольцевые канавки, а на наружном торцовом концентрическом выступе выполнены радиальные пазы, при этом в поводковом диске и неподвижном корпусе выполнены цилиндрические углубления, в которые установлены упругие элементы тарельчатой формы для закрепления соответственно вращающегося уплотнительного кольца и опорной втулки.

Существо изобретения поясняется чертежом, где представлен вид торцового уплотнения в сборе после приработки.

Торцовое уплотнение в сборе после приработки содержит неподвижный корпус 1, стакан 2 с продольными пазами, закрепленный на валу 3, упругий манжет 4 и уплотнительное кольцо 5, опорную втулку 6 с кольцевыми канавками 7, 8, концентрическими выступами 9, 10 и центральным коническим направляющим выступом 11 для размещения уплотнительного кольца 5, радиальными пазами 12 на наружном концентрическом выступе 10, закрепленную в неподвижном корпусе 1, поводковый диск 13 с радиальными выступами, размещенный между уплотнительным кольцом 5 и манжетой 4, с радиальными выступами в продольных пазах стакана 2, причем в поводковом диске 13 и неподвижном корпусе 1 выполнены цилиндрические углубления, в которые установлены упругие элементы тарельчатой формы 14 и 15, посредством которых крепятся соответственно уплотнительное кольцо 5 и опорная втулка 6.

Торцовое уплотнение работает следующим образом. При вращении вала 3 со стаканом 2 вместе с поводковым диском 13 уплотнительного кольца 5 и под действием осевой нагрузки от упругого манжета 4 в период приработки происходит врезание концентрических выступов 9, 10 неподвижной опорной втулки 6 в мягкое ответное уплотнительное кольцо 5, расположенное на конической направляющей выступа 11 втулки 6, и которое при вращении вытесняет жидкость, заполненную между выступами 9, 10 в радиальные пазы 12, которая увлекает за собой скапливающиеся абразивы между выступами 9, 10 и ответным кольцом 5 в процессе приработки, а оставшиеся абразивы попадают во внутрь углубления кольцевых канавок 7, 8. Определенная форма и их место расположения на опорной втулке 6 обеспечивают быстрое попадание и скапливание абразивов в период и после приработки ответного кольца 5 с опорной втулкой и поддерживают стабильную жидкостную графитовую пленку между выступами 9, 10 опорной втулки 6 и ответным уплотнительным кольцом 5 за счет попадания жидкости через радиальные пазы 12 в кольцевые канавки 7, 8. При этом коническая направляющая 11 под углом к опорной втулке 6 обеспечивает полное прилегание сопрягаемых опорной втулки 6 и кольца 5, которые прикреплены соответственно к неподвижному корпусу 1 и проводковому диску 13 при помощи упругих элементов тарельчатой формы 14 и 15, последние в совокупности с другими деталями уплотнения представляют демпфирующее самоустанавливающее устройство, устраняющее влияние биений вала 3 со стаканом 2 на процесс его изнашивания.

Особенности конструкции торцового уплотнения позволяют уменьшить коэффициент трения и изнашивания трущихся пар опорной втулки и ответного уплотнительного кольца, путем предохранения его поверхностей от абразивного воздействия стабильной жидкостной графитовой пленки и предотвращения биений деталей торцового уплотнения.