RU2179274C1

RU2179274C1 - Dynamic connection seal of two parts

Info

Publication number: RU2179274C1
Application number: RU2000113996/06A
Authority: RU
Inventors: Е.Г. Синенко; нкин М.В. Месн; М.В. Меснянкин; М.А. Мерко
Original assignee: Красноярский государственный технический университет
Priority date: 2000-06-02
Filing date: 2000-06-02
Publication date: 2002-02-10

Abstract

FIELD: sealing equipment, particularly, devices for sealing of movable connections and shafts and axles installed with eccentricity relative to body. SUBSTANCE: seal of dynamic connection of two parts embraced and embracing has sealing and spacer rings secured to embraced part. Seal has external spacer and sealing rings installed in embracing part. All sealing and spacer rings are of the same thickness and installed with guaranteed radial clearance relative to each other. Sealing and external sealing rings are partially overlapped each other. In this case, minimal radial clearance δ and minimal overlapping of sealing rings are determined by the relationship. EFFECT: increased connection seal. 1 dwg

Description

Изобретение относится к области уплотнительной техники, в частности к устройствам для герметизации подвижных соединений, а также валов и осей, установленных с эксцентриситетом относительно корпуса. The invention relates to the field of sealing technology, in particular to devices for sealing movable joints, as well as shafts and axles mounted with an eccentricity relative to the housing.

Известно уплотнение фирмы Даркопп, состоящее из опорных внутренних и наружных колец, между которыми имеется осевой зазор (см. DURKOPP Nadellagerkatalog W 167, стр. 140). A Darkopp seal is known, consisting of supporting inner and outer rings, between which there is an axial clearance (see DURKOPP Nadellagerkatalog W 167, p. 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. However, the known seal is characterized by insufficient reliability, due to the fact that when longitudinal and transverse vibrations occur, nothing prevents the ingress of various kinds of contaminants between the support rings due to the axial clearances between them. This additionally leads to intensive abrasive wear of the rubbing surfaces of the support rings and does not ensure the tightness of the volume being sealed.

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.). It is known to seal a movable joint of two parts, comprising distance and spacer rings fixed to the male part, as well as floating rings mounted in grooves formed by the distance rings. Additionally, it is equipped with piston rings installed between adjacent floating rings and rubber rings mounted in radial clearances between floating and spacer and between piston and distance rings (see Auth. Certificate N 1008542, class F 16 J 15/32, publ. 1983)

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. The disadvantage of this seal is that at high speeds of the moving part in this seal the wear of the rings increases due to increased friction between the friction surfaces, which can lead to a decrease in the sealing of the movable joint of the two parts. In addition, this seal allows fluid to flow in the gaps between the floating rings and the sleeve, as well as between the floating and piston rings and does not allow large radial movements of the shaft.

Задачей изобретения является создание герметичного уплотнения двух вращающихся деталей, установленных друг относительно друга с заданным эксцентриситетом. The objective of the invention is to create a tight seal of two rotating parts mounted relative to each other with a given eccentricity.

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.The problem is solved in that the seal of the movable connection of the two parts, male and female, containing fixed on the male parts of the spacer and O-rings, according to the invention, is equipped with external spacer and O-rings installed in the female part, and all the sealing and spacing rings are made of equal thickness and are installed with guaranteed radial clearance relative to each other, and the sealing and outer sealing rings are partially overlap each other, wherein the minimum radial clearance δ and minimum overlap of the sealing rings to be determined from the relationship
k-e = 3δ,
Where

d _n.a. - the outer diameter of the o-ring;
d _V.N. - inner diameter of the outer o-ring;
e is the eccentricity of the installation of the male part relative to the female;
and on the upper o-ring there is a leaf spring.

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. Due to the equal thickness of all used rings, the sealing and outer sealing rings are tightly adjacent to each other, which increases the sealing of the seal, and the presence of a leaf spring on the upper sealing ring allows you to create a guaranteed axial compression of the sealing and outer sealing rings, which allows you to choose the gap formed during the long-term operation between the end surfaces of the sealing and outer sealing rings. Due to the existing radial clearances between the distance and the outer o-rings, as well as the outer distance and the o-rings, collisions during operation between the respective rings are excluded.

На чертеже показано предлагаемое уплотнение (продольный разрез). The drawing shows the proposed seal (longitudinal section).

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.The sealing of the movable joint of two parts offset by the eccentricity e contains a covered part 1 and a covering part 2. On the covered part 1 are tightened distance rings 3 and O-rings 4. In the covering part 2 are tightened outer distance rings 5 and outer o-rings 6. Rings 3, 4, 5, and 6 are made of a self-lubricating material (eg, fluoroplastic) and of equal thickness. The distance rings 3 and the outer sealing rings 6, as well as the sealing rings 4 and the outer distance rings 5 are installed with a guaranteed radial clearance relative to each other. The end surfaces of the sealing rings 4 and the outer sealing rings 6 partially overlap each other. The minimum radial clearance δ and the minimum overlap of the sealing rings k are determined from the relation:
k-e = 3δ,
Where

d _n.a. - the outer diameter of the o-ring;
d _V.N. - inner diameter of the outer o-ring;
e is the eccentricity of the installation of the male part relative to the female.

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. The female part 2 has a cover 7 fixed to it by screws 8. A petal spring 9 is installed on the upper sealing ring, which creates the required guaranteed axial compression of rings 4 and 6.

Уплотнение работает следующим образом. Sealing works as follows.

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. During rotation, the male part 1 rotates together with the spacer rings 3 and the sealing rings 4 fixed thereon with respect to the female part 2, with the outer sealing rings 6 and the outer distance rings 5 installed therein with an interference fit. The axial clearance between the rings 4 and 6, which may appear during wear of the working surfaces of these rings, is compensated by the pressing force of the petal spring 9. During operation, the covered part 1 may oscillate in the radial direction by Inu 2e, which allows compaction of the movable connection of two parts work in conditions of significant radial displacement. The sealing rings 3 and the outer sealing rings 6 prevent the flow of liquid and the ingress of various kinds of contaminants due to the absence of axial clearances between the working surfaces of these rings. As a result of the existing radial clearances between rings 3 and 6, 5 and 4, collisions between the respective rings are excluded under transverse vibrations.

Таким образом, предлагаемое уплотнение подвижного соединения двух деталей обеспечивает надежную герметизацию при вращательных движениях, а также в условиях одновременно вращательного и плоскопараллельного движений. Thus, the proposed seal of the movable joint of two parts provides reliable sealing during rotational movements, as well as in conditions of both rotational and plane-parallel movements.

Claims

A seal of a movable joint of two parts, male and female, comprising spacer rings and o-rings fixed to the male part, characterized in that the seal is provided with external distance and sealing rings installed in the female part, wherein all the sealing and distance rings are made of equal thickness and are installed with guaranteed radial clearance relative to each other, and the sealing and outer sealing rings - with a partial overlap of each other, pr and the minimum radial clearance δ and the minimum overlap of the sealing rings k is determined from the relation
k-e = 3δ,
Where

d _nu - the outer diameter of the o-ring;
d _vn - inner diameter of the outer o-ring;
e is the eccentricity of the installation of the male part relative to the female,
and on the upper o-ring there is a leaf spring.