RU2471103C1

RU2471103C1 - Sealing assembly of rotary shaft

Info

Publication number: RU2471103C1
Application number: RU2011148498/06A
Authority: RU
Inventors: Родион Михайлович Богомолов; Виталий Игоревич Кремлев; Николай Митрофанович Панин; Евгений Николаевич Щербак
Original assignee: Николай Митрофанович Панин
Priority date: 2011-11-30
Filing date: 2011-11-30
Publication date: 2012-12-27

Abstract

FIELD: machine building.

SUBSTANCE: sealing assembly of rotary shaft includes a set of in-series installed rings arranged in annular bore between shaft and female part. Peculiar feature of the proposed assembly is its equipage with collet spring element installed between O-rings and having z-shape in its longitudinal section. One of O-rings is installed between shaft and longitudinal part of spring element, and the other ring is installed between female part and opposite longitudinal part of spring element.

EFFECT: improvement of operating reliability of assembly.

2 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к области машиностроения, а именно к узлам герметизации вращающихся валов.The invention relates to the field of mechanical engineering, namely to the nodes of the sealing of rotating shafts.

Известно уплотнение вращающегося вала с помещенным в канавке корпуса уплотнительным элементом, рабочая плоскость которого расположена под острым углом к оси вала (см. авт.св. СССР №879113, кл. F16J 15/16, 1981).It is known to seal a rotating shaft with a sealing element placed in a housing groove, the working plane of which is located at an acute angle to the axis of the shaft (see ed. St. USSR No. 879113, class F16J 15/16, 1981).

К недостаткам данного уплотнения следует отнести малую надежность из-за быстрого износа его наклонного выступа, контактирующего с валом.The disadvantages of this seal include low reliability due to the rapid wear of its inclined protrusion in contact with the shaft.

Наиболее близким к предложенному по технической сущности и достигаемому результату является узел уплотнения вала, включающий набор последовательно установленных колец, размещенных в кольцевой проточке между валом и охватывающей деталью (см. П.И.Орлов, Основы конструирования, М., Машиностроение, 1988 г., стр.367-368).Closest to the proposed technical essence and the achieved result is a shaft seal assembly, including a set of sequentially installed rings placed in an annular groove between the shaft and the female part (see P.I. Orlov, Fundamentals of Design, M., Engineering, 1988 pg. 367-368).

В данном узле, благодаря установке нескольких уплотнительных колец, повышается надежность герметизации. Однако это повышение незначительно, особенно при наличии даже небольшого биения и больших скоростях вращения вала. Это связано с тем, что при расположении оси под углом относительно оси охватывающей детали уплотнительные кольца поджимаются к валу или к охватывающей детали (в зависимости от направления угла наклона относительно горизонтальной оси) и образуется люфт, через который смазка и вытекает.In this unit, thanks to the installation of several o-rings, the reliability of sealing is increased. However, this increase is negligible, especially in the presence of even a slight runout and high shaft speeds. This is due to the fact that when the axis is located at an angle relative to the axis of the enclosing part, the o-rings are pressed against the shaft or to the enclosing part (depending on the direction of the angle of inclination relative to the horizontal axis) and a play is formed through which the lubricant flows.

В соответствии с изложенным техническим результатом изобретения является улучшение эффективности работы узла уплотнения путем более надежной его герметизации.In accordance with the stated technical result of the invention is to improve the efficiency of the seal assembly by more reliable sealing.

Указанный технический результат достигается тем, что узел уплотнения вала, включающий набор последовательно установленных колец, размещенных в кольцевой проточке между валом и охватывающей деталью, согласно изобретению снабжен цанговым пружинным элементом, установленным между уплотнительными кольцами и имеющим в продольном сечении z-образную форму, при этом одно из уплотнительных колец установлено между валом и продольной частью пружинного элемента, а другое кольцо - между охватывающей деталью и противоположной продольной частью пружинного элемента.The specified technical result is achieved in that the shaft seal assembly, comprising a set of sequentially installed rings placed in the annular groove between the shaft and the female part, according to the invention is equipped with a collet spring element installed between the sealing rings and having a longitudinal section z-shaped, while one of the o-rings is installed between the shaft and the longitudinal part of the spring element, and the other ring is between the enclosing part and the opposite longitudinal part of the zhinnogo element.

Решению поставленной технической задачи способствует также и то, что охватывающая деталь соединена с пружинным элементом с возможностью совместного вращения.The technical task is also facilitated by the fact that the female part is connected to the spring element with the possibility of joint rotation.

Изобретение поясняется чертежом, на котором изображен общий вид узла уплотнения в продольном разрезе.The invention is illustrated in the drawing, which shows a General view of the seal assembly in longitudinal section.

Узел уплотнения содержит вращающийся вал 1, проходящий через охватывающую деталь 2, и последовательно установленные эластичные кольца 3, размещенные в кольцевой расточке 4 между валом 1 и охватывающей деталью 2. Узел уплотнения снабжен цанговым пружинным элементом 5, установленным между уплотнительными кольцами 3 и имеющим в продольном сечении z-образную форму. Цанговый элемент 5 может быть жестко соединен с уплотнительными кольцами 3, например, путем вулканизации или любым другим известным способом. Пружинный элемент 5 соединен с охватывающей деталью 2 с возможностью совместного вращения. Это может быть обеспечено, например, их шлицевым соединением, для чего цанговый элемент 5 выполнен с выступами 7, а охватывающая часть 2 - с ответными пазами 8 на внутренней поверхности.The seal assembly comprises a rotating shaft 1 passing through the female part 2 and sequentially mounted elastic rings 3 located in the annular bore 4 between the shaft 1 and the female member 2. The seal assembly is provided with a collet spring element 5 mounted between the sealing rings 3 and having a longitudinal cross section z-shape. The collet element 5 can be rigidly connected to the sealing rings 3, for example, by vulcanization or by any other known method. The spring element 5 is connected with the surrounding part 2 with the possibility of joint rotation. This can be provided, for example, by their splined connection, for which the collet element 5 is made with protrusions 7, and the female part 2 with mating grooves 8 on the inner surface.

Использование в узле уплотнения пружинного элемента 5, установленного между кольцами 3, обеспечивает герметизацию вала 1 при любом смещении его оси относительно оси охватывающей детали 2 и гарантированно будет перекрывать зазор, образующийся между ними в случае биения вала 1. При смещении вала 1 в вертикальной плоскости работают диагонально расположенные части колец 3, причем при смещении вала 1 вверх герметизацию вала обеспечивают верхняя половина кольца 3, расположенного в зоне контакта корпусного элемента 6 с охватывающей деталью 2, и нижняя половина второго кольца 3. При смещении вала 1 вниз уплотнение обеспечивают нижняя половина кольца 3, расположенного у основания кольцевой расточки 4, и верхняя половина второго кольца 3. Таким образом, в предложенном узле благодаря обеспечению совместной работы обоих колец 3, поджимаемых цанговым элементом 5, как при смещении оси вала 1 вверх, так и вниз, обеспечивается надежная герметизация вала 1 и предотвращается вытекание масла и попадание различных частиц из внешней среды в случае использования узла, например, в шахтных условиях.The use of a spring element 5 installed between the rings 3 in the sealing assembly ensures sealing of the shaft 1 at any displacement of its axis relative to the axis of the enclosing part 2 and will guaranteedly cover the gap formed between them in the event of a shaft beating 1. When the shaft 1 is displaced in a vertical plane diagonally located parts of the rings 3, and when the shaft 1 is shifted upward, the shaft is sealed by the upper half of the ring 3 located in the contact zone of the housing element 6 with the covering part 2 and the lower half of the second ring 3. When the shaft 1 is shifted downward, the seal is provided by the lower half of the ring 3, located at the base of the annular bore 4, and the upper half of the second ring 3. Thus, in the proposed assembly, due to the joint operation of both rings 3, pressed by the collet element 5 , both when the axis of the shaft 1 is displaced up and down, reliable sealing of the shaft 1 is ensured and oil leakage and the ingress of various particles from the external environment are prevented when the unit is used, for example, in mine conditions.

Монтаж узла осуществляется следующим образом. Сначала на валу 1 в зоне контакта корпусного элемента 6 с охватывающей деталью 2 устанавливают первое уплотнительное кольцо 3, а затем - цанговый элемент 5. После этого у основания кольцевой расточки 4 устанавливают второе кольцо 3, совмещают выступы 7 цангового элемента 5 с ответными пазами 8 на внутренней поверхности охватывающей детали 2 и производят окончательную сборку узла уплотнения.The assembly of the node is as follows. First, on the shaft 1 in the contact zone of the housing element 6 with the enclosing part 2, a first sealing ring 3 is installed, and then a collet element 5. After that, a second ring 3 is installed at the base of the annular bore 4, the protrusions 7 of the collet element 5 are aligned with the response grooves 8 on the inner surface of the enclosing part 2 and produce the final assembly of the seal assembly.

Такое выполнение узла уплотнения позволяет повысить надежность герметизации и тем самым повысить работоспособность всего узла.This embodiment of the seal assembly can improve the reliability of sealing and thereby increase the efficiency of the entire assembly.

Claims

1. The rotating shaft seal assembly, comprising a set of sequentially installed rings placed in an annular bore between the shaft and the female part, characterized in that it is provided with a collet spring element installed between the sealing rings and having a z-shape in longitudinal section, with one of the o-rings is installed between the shaft and the longitudinal part of the spring element, and another ring is between the enclosing part and the opposite longitudinal part of the spring element.

2. The rotating shaft seal assembly according to claim 1, characterized in that the female part is rotatably connected to the spring element.