Уплотнение подвижного соединения двух деталей

 

Изобретение относится к области уплотнительной техники, в частности к устройствам для герметизации подвижных соединений, а также валов и осей, установленных с эксцентриситетом относительно корпуса. Уплотнение подвижного соединения двух деталей, охватываемой и охватывающей, содержит закрепленные на охватываемой детали уплотнительные и дистанционные кольца. Уплотнение снабжено наружными дистанционными и уплотнительными кольцами, установленными в охватывающей детали. Все уплотнительные и дистанционные кольца выполнены равной толщины и установлены с гарантированным радиальным зазором относительно друг друга. Уплотнительные и наружные уплотнительные кольца выполнены с частичным перекрытием друг друга, при этом минимальный радиальный зазор δ и минимальное перекрытие уплотнительных колец к определяются соотношением. Изобретение повышает герметичность соединения. 1 ил.

Изобретение относится к области уплотнительной техники, в частности к устройствам для герметизации подвижных соединений, а также валов и осей, установленных с эксцентриситетом относительно корпуса.

Известно уплотнение фирмы Даркопп, состоящее из опорных внутренних и наружных колец, между которыми имеется осевой зазор (см. DURKOPP Nadellagerkatalog W 167, стр. 140).

Однако известное уплотнение характеризуется недостаточной надежностью, обусловленной тем, что при возникновении продольных и поперечных колебаний ничто не мешает попаданию различного рода загрязнений между опорными кольцами вследствие имеющихся между ними осевых зазоров. Это дополнительно приводит к интенсивному абразивному износу трущихся поверхностей опорных колец и не обеспечивает герметичности уплотняемого объема.

Известно уплотнение подвижного соединения двух деталей, содержащее закрепленные на охватываемой детали дистанционные и распорные кольца, а также установленные в образованных дистанционными кольцами канавках плавающие кольца. Дополнительно оно снабжено поршневыми кольцами, установленными между смежными плавающими кольцами, и резиновыми кольцами, установленными в радиальных зазорах между плавающими и распорными и между поршневыми и дистанционными кольцами (см. Авт. Свид. N 1008542, кл. F 16 J 15/32, опуб. 1983 г. ).

Недостатком данного уплотнения является то, что при высоких скоростях подвижной детали в данном уплотнении увеличивается износ колец вследствие увеличения трения между трущимися поверхностями, что может привести к снижению герметизации подвижного соединения двух деталей. Кроме этого, данное уплотнение допускает протекание жидкости в зазорах между плавающими кольцами и втулкой, а также между плавающими и поршневыми кольцами и не допускает больших радиальных перемещений вала.

Задачей изобретения является создание герметичного уплотнения двух вращающихся деталей, установленных друг относительно друга с заданным эксцентриситетом.

Поставленная задача решается тем, что уплотнение подвижного соединения двух деталей, охватываемой и охватывающей, содержащее закрепленные на охватываемой детали дистанционные и уплотнительные кольца, согласно изобретению, снабжено наружными дистанционными и уплотнительными кольцами, установленными в охватывающей детали, причем все уплотнительные и дистанционные кольца выполнены равной толщины и установлены с гарантированным радиальным зазором относительно друг друга, а уплотнительные и наружные уплотнительные кольца - с частичным перекрытием друг друга, при этом минимальный радиальный зазор δ и минимальное перекрытие уплотнительных колец к определяются из соотношения к-e = 3δ, где d_н.у. - наружный диаметр уплотнительного кольца; d_в.н. - внутренний диаметр наружного уплотнительного кольца; e - эксцентриситет установки охватываемой детали относительно охватывающей; а на верхнем уплотнительном кольце размещена лепестковая пружина.

Вследствие равенства толщины всех используемых колец уплотнительные и наружные уплотнительные кольца плотно прилегают друг к другу, что повышает герметизацию уплотнения, а наличие лепестковой пружины на верхнем уплотнительном кольце позволяет создать гарантированное осевое сжатие уплотнительных и наружных уплотнительных колец, что позволяет выбрать образовывающийся в процессе длительной работы зазор между торцевыми поверхностями уплотнительных и наружных уплотнительных колец. Вследствие имеющихся радиальных зазоров между дистанционными и наружными уплотнительными кольцами, а также наружными дистанционными и уплотнительными кольцами, исключаются соударения при работе между соответствующими кольцами.

На чертеже показано предлагаемое уплотнение (продольный разрез).

Уплотнение подвижного соединения двух деталей, смещенных относительно друг друга на величину эксцентриситета е, содержит охватываемую деталь 1 и охватывающую деталь 2. На охватываемой детали 1 установлены с натягом дистанционные кольца 3 и уплотнительные кольца 4. В охватывающей детали 2 установлены с натягом наружные дистанционные кольца 5 и наружные уплотнительные кольца 6. Кольца 3, 4, 5 и 6 выполнены из самосмазывающегося материала (например, фторопласта) и равной толщины. Дистанционные кольца 3 и наружные уплотнительные кольца 6, а также уплотнительные кольца 4 и наружные дистанционные кольца 5 установлены с гарантированным радиальным зазором относительно друг друга. Торцевые поверхности уплотнительных колец 4 и наружных уплотнительных колец 6 частично перекрывают друг друга. Минимальный радиальный зазор δ и минимальное перекрытие уплотнительных колец к определяются из соотношения: к-e = 3δ, где

d_н.у. - наружный диаметр уплотнительного кольца;
d_в.н. - внутренний диаметр наружного уплотнительного кольца;
e - эксцентриситет установки охватываемой детали относительно охватывающей.

Охватывающая деталь 2 имеет крышку 7, закрепленную к ней винтами 8. На верхнем уплотнительном кольце установлена лепестковая пружина 9, создающая требуемое гарантированное осевое сжатие колец 4 и 6.

Уплотнение работает следующим образом.

При вращении охватываемая деталь 1 вращается совместно с закрепленными на ней с натягом дистанционными кольцами 3 и уплотнительными кольцами 4 относительно охватывающей детали 2, с установленными в ней с натягом наружными уплотнительными кольцами 6 и наружными дистанционными кольцами 5. Осевой зазор между кольцами 4 и 6, который может появиться в процессе износа рабочих поверхностей данных колец, компенсируется усилием прижатия лепестковой пружины 9. В процессе работы охватываемая деталь 1 может колебаться в радиальном направлении на величину 2е, что позволяет уплотнению подвижного соединения двух деталей работать в условиях значительных радиальных смещений. Уплотнительные кольца 3 и наружные уплотнительные кольца 6 препятствуют протеканию жидкости и попаданию различного рода загрязнений вследствие отсутствия осевых зазоров между рабочими поверхностями данных колец. В результате имеющихся радиальных зазоров между кольцами 3 и 6, 5 и 4 исключаются соударения между соответствующими кольцами в условиях поперечных колебаний.

Таким образом, предлагаемое уплотнение подвижного соединения двух деталей обеспечивает надежную герметизацию при вращательных движениях, а также в условиях одновременно вращательного и плоскопараллельного движений.

Формула изобретения

Уплотнение подвижного соединения двух деталей, охватываемой и охватывающей, содержащее закрепленные на охватываемой детали дистанционные и уплотнительные кольца, отличающееся тем, что уплотнение снабжено наружными дистанционными и уплотнительными кольцами, установленными в охватывающей детали, причем все уплотнительные и дистанционные кольца выполнены равной толщины и установлены с гарантированным радиальным зазором относительно друг друга, а уплотнительные и наружные уплотнительные кольца - с частичным перекрытием друг друга, при этом минимальный радиальный зазор δ и минимальное перекрытие уплотнительных колец к определяется из соотношения
к-e = 3δ,
где
d_н.у - наружный диаметр уплотнительного кольца;
d_в.н - внутренний диаметр наружного уплотнительного кольца;
е - эксцентриситет установки охватываемой детали относительно охватывающей,
а на верхнем уплотнительном кольце размещена лепестковая пружина.

РИСУНКИ

Рисунок 1