SU1756707A1 - Торцовое уплотнение - Google Patents

Abstract

Использование: дл  уплотнени  вращающихс  валов при высоких угловых скорост х в средах с большим количеством абразивных частиц. Сущность изобретени : подвижное кольцо трени  установлено в неподвижном Посто нный магнит с магнитопроводами установлен на неподвижном кольце и взаимодействует с магнитоактивной порошкообразной смазкой в зоне трени . Кольца трени  установлены один относительно другого с зазором , определ емым из соотношени : д /D 250, где д - зазор между подвижным и неподвижным кольцами; D - диаметр зерен магнитоактивной смазки. Твердость материала конец больше твердости магнитоактивной смазки. 1 з.п.ф-лы, 2 ил

Description

сл

с

Изобретение относитс  к уплотнитель- ной технике и может быть использовано дл  уплотнени  вращающихс  валов при высоких угловых скорост х вращени , в частности в средах, содержащих большое количество абразивных частиц.

Цель изобретени  - повышение надежности торцового уплотнени .

Изобретение по сн етс  чертежами, где на фиг. 1 изображен продольный разрез торцового уплотнени : на фиг. 2 - узел I на фиг.1.

Уплотнение содержит корпус 1, в котором установлено неподвижное кольцо трени  2, выполненное из двух магнитопроводов 3.4, разделенных немагнитной вставкой 5, и посто нного магнита 6 Подвижное (вращающеес ) кольцо трени  7 установлено на валу 8 через вторичное, например,резиновоеуп- лотнительное кольцо 9 Подвижное кольцо 7 и неподвижное 2 изготовлены из магнитом гкого материала, что создает максимальную напр женность магнитного пол  в зазоре д, где находитс  суха  магнитоактивна  порошкообразна  смазка 10, обладающа  герметизирующими и смазывающими свойствами . Периодическа  подпитка смазки 10 осуществл етс  через канал 11. Дл  использовани  магнитоактивных смазок различной зернистости с соблюдением заданного соотношени  д /D : 250, где д -зазор между подвижным 7 и неподвижным 2 кольцами трени  , a D -диаметр зерен магнитоактивной смазки, предусмотрено перемещение неподвижного кольца 2 в осевом направлении с помощью втулки 12 со стопорным винтом 13. На неподвижном кольце 2 выполнены специальные радиальные канавки трапециевидного профил , которые позвол ют соответствующим образом распределить смазку 10 в зазорах между кольцами 2 и 7.

Торцовое уплотнение работает следующим образом.

XJ

СЛ

о VJ

о

vj

При вращении подвижного (вращающеес ) кольца 7 за счет замыкани  через него и неподвижное кольцо 2 магнитного потока Ф создаетс  градиент напр женности магнитного пол  grad H, который кольцами тре- ни  формирует характерные слои магнитоактивной смазки 10с неоднородной плотностью (благодар  радиальным канавкам трапециевидного профил ). Магнитна  сила FM взаимодейству  двух ферромагнитных тел равна:

dFM HfidV ,

где i0- магнитна  посто нна ,

%- магнитна  восприимчивость объема ферромагнетика.

Максимальна  напр женность магнитного пол  Нмах имеет место при минимальном зазоре между кольцами 2 и 7 и перемещает магнитоактивную смазку 10 в зону минимального зазора, обеспечива  в них максимальную плотность порошка смазки Кроме этого, сюда же направлены центробежные силы Рц, действующие на смазку 10 при вращении вала 8 и подвижного (вращающегос ) кольца 2. Вместе с тем, с противоположной стороны на смазку 10 оказывает давление среды Р, т.е уплот- Hflef ее и создает статическое заклинивание . В зоне входа в зазор 6 прочность сцеплени  смазки с поверхностью выступа (зуба) магнитопровода 3,4 возрастает.что увеличивает магнитную силу FM и давление внутри смазки 10, что значительно улучшает герметичность уплотнени  При вращении вала 8 в зоне выхода из минимального зазора к тангенциальной составл ющей магнитной силы FM добавл етс  центробежна  сила Рц и эффект заклинивани  усиливаетс , особенно при высоких угловых скорост х вращени  вала, т к центробежна  сила

Рц m ,

где m - масса смазки объемом dV;

со - углова  скорость объема dV при движении по траектории;

R - радиус траектории, находитс  в квадратичной зависимости от ш .

Действующие в минимальном (рабочем) зазоре на смазку силы центробежна  Рц и магнитна  силы с одной стороны, давление среды Ра - с противоположной сжимают смазку, наход щуюс  в зазоре 3, и компак- тируют ее до такой степени, что смазка становитс  непроницаемой дл  уплотн емой

среды (слабопроницаемой дл  газов), создава  статическое заклинивание

При этом уплотнение обеспечивает сравнительно низкие значени  коэффици- ента трени  и допускает перекосы подвижного 2 и неподвижного 7 колец. При вращении вала 8 увеличиваетс  центробежна  сила Рц, причем, по квадратической зависимости от скорости вращени , тем самым увеличиваетс  суммарное давление на смазку, создава  эффект динамического заклинивани .

Работа уплотнени  характеризуетс  перепадом удерживаемого давлени  АР

AP (P2-Pi)n,

где Pi - давление после уплотнени ;

Р2 - давление среды до уплотнени ; п - количество ступеней.

Сила расклинивани  1-й ступени торцо вого уплотнени 

25

Fpi APiSi+Fui + Рм;

где Si 2лг; д - площадь, на которую действует перепад давлени  ДР|,

г - радиус Si.

Если уплотнение имеет п ступеней, то суммирование сил расклинивани  осуществл ют следующим образом

Ј APiSi+S Fui+Ј FM.

I 1

i 1

i 1

Зна  силу расклинивани  Fp jЈ Fpi,

i 1

рассчитывают допустимый перепад дэвле- ни  APg торцового уплотнени .

Таким образом, повышение надежности торцового уплотнени  достигаетс  за счет реализации эффекта динамического заклинивани  путем оптимального выбора соотношени  6/D что делает допустимым перекосы подвижного и неподвижного колец и попадание абразивных частиц в смазку (в рабочий зазор)

50

Формула иобретени 

Claims (2)

1. Торцовое уплотнение, содержащее подвижное кольцо трени  и неподвижное, посто нный магнит с магнитопроводами, установленный на последнем и взаимодействующий с магнитоактивной порошкообразной смазкой в зоне трени , отличающеес  тем, что, с целью повышени  надежности уплотнени  кольца трени  установлены одно относительно другого с зазором , определ емым из соотношени :

6 ,

где 6- зазор между подвижным и непод- 5 ного и неподвижного колец трени  больше вижным кольцами трени ;твердости частиц магнитоактивной смазки.

D - диаметр зерен магнитоактивной смазки.

2. Торцовое уплотнение поп 1,отличаю- щ е е с   тем, что твердость материала подвижФиг

Фиг. 2