уплотнительная манжета

Формула изобретения

Уплотнительная манжета, выполненная из эластомера с наполнителем, включающая корпус, губку с рабочей кромкой, перемычку, соединяющую корпус и губку, причем содержание наполнителя в перемычке составляет от 5 до 0% весового состава, отличающаяся тем, что размер частиц наполнителя в губке и перемычке составляет 150-200 мкм, а размер частиц в рабочей кромке равен или меньше наибольшего размера молекулы эластомера, причем содержание наполнителя в рабочей кромке составляет от 20 до 5%.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области уплотнительной техники и может быть использовано в уплотнительных устройствах подшипниковых опор машин и механизмов.

Известна приводимая в качестве аналога уплотнительная манжета, выполненная из эластомера (см. патент РФ №2063276, кл. В21В 31/02, 16.05.1994 г.). Данная уплотнительная манжета включает корпус, губку с рабочей кромкой и перемычку, соединяющую корпус и губку. Такая конструкция манжеты обеспечивает надежную герметизацию уплотняемых поверхностей. Однако вследствие большого коэффициента трения плохого отвода тепла из зоны трения на рабочей кромке наблюдается повышенный износ и, как следствие, снижение долговечности манжеты.

Из известных конструкций уплотнительных манжет наиболее близким аналогом (прототипом) по технической сущности является уплотнительная манжета, выполненная из эластомера с наполнителем (см., например, патент РФ №2238463, кл. F16J 15/32, 18.04.2003 г.). Эта уплотнительная манжета содержит корпус, губку с рабочей кромкой и перемычку, соединяющую корпус и губку. В этой уплотнительной манжете содержание наполнителя по сечению манжеты распределяется неравномерно от наибольшего значения в рабочей кромке до наименьшего в перемычке, что позволяет снизить коэффициент трения и улучшить теплоотвод. Недостаток известной уплотнительной манжеты-прототипа заключается в том, что наличие в рабочей кромке большего количества наполнителя снижает прочностные характеристики рабочей кромки.

Задачей предлагаемого изобретения - уплотнительной манжеты - является повышение эффективности ее работы.

Технический эффект решения этой задачи - повышение прочностных свойств рабочей кромки манжеты и увеличение долговечности работы манжеты.

Заявленная уплотнительная манжета решает поставленную задачу с достижением указанного технического эффекта тем, что в уплотнительной манжете, выполненной из эластомера с наполнителем, включающей корпус, губку с рабочей кромкой, перемычку, соединяющую корпус и губку, причем содержание наполнителя в перемычке составляет от 5 до 0%, размер частиц наполнителя в губке и перемычке составляет 150-200 мкм, а размер частиц в рабочей кромке равен или меньше наибольшего размера молекулы эластомера, причем содержание напонителя в рабочей кромке составляет от 20 до 5%.

Заявленная уплотнительная манжета поясняется чертежом, на котором в качестве примера изображена торцовая манжета.

Корпус 1 манжеты, выполненной из эластомера, соединен с губкой 2, имеющей рабочую кромку 3, перемычкой 4. В рабочей кромке 3 содержание наполнителя в зависимости от условий работы манжеты может составлять от 20 до 5% весового состава, причем размер частиц наполнителя равен или меньше наибольшего размера молекул наполнителя. Так, например, если в качестве эластомера является полиуретан, то размер частиц наполнителя составляет не более 0,1 мкм (нанопорошок). В губке и перемычке размеры частиц наполнителя имеют обычные размеры - 150-200 мкм. Такое выполнение уплотнительной манжеты из-за лучшего сцепления мелкодисперсных фракций наполнителя с эластомером в рабочей кромке позволяет значительно уменьшить количество наполнителя, что увеличивает прочностные свойства рабочей кромки манжеты. Кроме того, снизился коэффициент трения с 0,14 (при использовании частиц размерами 150-200 мкм) до 0,08 (при использовании нанопорошков), а также увеличилась износостойкость манжеты в 2,5 раза, что подтвердили проведенные на лабораторном оборудовании исследования.

Работа уплотнительной манжеты осуществляется следующим образом.

Уплотнительную манжету устанавливают в устройство 5 корпусом 1, а рабочая кромка 3 манжеты контактирует с уплотняемой поверхностью, вращающейся вокруг оси детали 6. При этом в перемычке 4 возникают наибольшие напряжения, постепенно уменьшающиеся в направлении к рабочей кромке 3. За счет оптимального содержания в рабочей кромке нанопорошка повышаются ее прочностные свойства и уменьшается коэффициент трения.