SU754148A1 - Торцовое контактное уплотнение - Google Patents

Description

(54) ТОРЦОВОЕ КОНТАКТНОЕ УПЛОТНЕНИЕ

Изобретение относитс  к уплотнени м между подвижными относительно одна другой поверхност ми со скольз щим кольцом, прижимаемым к поверхности, перпендикул рной его продольной оси. Известны торцовые уплотнени , содержащие контактируюагие по торцам вращающеес  и неподвижное кольца, причем на рабочей поверхнос ти металлического кольца выполнегш маслоемки камеры в виде пологих, дискретных и овальных лунок, в некоторых вариантах сообщающиес  с кольцевыми канавками. Такое выполнение уплотнени , обеспечива  посто нное присутствие смазки на трущихс  Поверхност х, повышает их износостойкость 1 . Однако уплотнеьше не всегда обеспечивает достаточную гидроплотность, поскольку маслоемкие камеры, как правило, не ориентированы относительно направлеьш  скорости скольжешш и направлени  утечек . Наиболее близким к предложенному в конструктивном отнощении  вл етс  торцовое уплот нение, содержащее расположенное на валу с возможностью их совместного вращегш  металличес кое уплотш1тельное кольцо с нанесенным на его рабочем торце регул рным микрорельефом в виде пологих, дискретных и продолговатых лунок, неподвижно залсрепленное относительно корпуса неметаллическое уплотнительное кольцо, и упругий элемент, обеспечивающий и.х посто нный контакт по торцам 2. Недостатком  вл етс  невысока  гидроплот1юсть , поскольку лунки произвольно ориентированы относительно направле1ш  скорости скольжет1  и направлени  утечек, причем количество зтих камер не оптимизировано. Цель изобретени  - повыше1ше гидрогшотности уплотнени . Цель достигаетс  тем, что продольна  ось лупок ориентирована под острым углом к направлению скорости скольже1ш  и направлению утечек , а их обща  площадь составл ет 35-45% от номинальной площади контакта уплотнительных колец. iia фиг. 1 представлена схема предложенного торцового у шотнени ; на фиг. 2 - торец металлического кольца с нанесенным на нем регул рным микрорельефом, вид А на

3754

фиг. 1; на фиг. 3 - лунки в увеличенном масштабе.

Торцовое контактное утотнение содержит установленные на валу с возможностью их совместного вращени  металлическое уплотнительное кольцо 1 и взаимодействующее с ним по торцу неметаллическое уплотнительное кольцо 2, в частности из графита Нигран В, которое неподвижно закреплено относительно корпуса. Эластичные манжеты 3 герметизируют уплотнительные кольца относительно вала и корпуса, а упругие элементы 4 обеспечивают их посто нное поджатие друг к другу,

На рабочем торце металлического уплотнительного кольца вибрационным обкатыванием шаром или алмазным наконечником создан регул рный микрорельеф в виде пологих, дискретных и продолговатых лунок (фиг. 2 и 3)  вл ющихс  маслоемкими камерами, причем продольна  ось лунок расположена между векторами скорости V и утечек q, т. е. расположена к ним под острым углом о. Глубина лунок находатс  в пределах 0,8-1,5 мкм, плотность их пор дка (1-2,5) -10 шт/см, а за1шмаема  ими о носительна  площадь (в процентах к номинальной площади контакта) 35-45%. Параметры лунок обеспечиваютс  варьированием режимов вибрационного обкатывани .

Направление утечек определ етс  разностью давлений снаружи и внутри уплотн емой

полости и цeнгpoбeж ыми силами.

При относительном движении уплотнительных колец 1 и 2 маслоемкие камеры обеспечивают непрерывную подачу смазки в зону трени , предотвраща  разрыв масл ной плешей. Между уплотнительными поверхност ми образуетс  множество гидpoдинa шчecкиx микроклиньев и режим трени , таким образом, приближаетс  к гидродинамическому, чем и обеспечиваетс  высока  износостойкость угшотнени .

Повышегше гидрошю11юс-га уплотнени  достигаетс  не только дискрегностгю лунок, что уменшает канал сквозных утечек, ЕЮ и ориентирует их под острым углом к направлению скорости скольжени , чем обусловливпетс  обратный насосный эффект за счет дер сгви  сил в зкого трени , что резко снижает величи1 у утечек.

Таким образом, между давлением уплотн емой среды, контактным давлением уплотнителных колец и гидродинамическим давлением в зоне трени  устанавливаетс  динамическое равновесие .

Оп-шмальное соотношение маслоемкости лунок и } опорнОй площадью найдено экспериментально и обеспечиваетс  при относительной площади лунок, равной 35-45% от номинальной площади

контакта.

Значение угла а в общем случае зависит от глубины и формы лунок, осевого зазора между уплотн емыми поверхност ми, в зкости смазки, числа Рейнольдса и т. д. и обычно находитс  в пределах до 10°. С его увеличением возрастают гидравлические вихревые потери в лунках и, следовательно, мощность, потребл ема  торцовым зшлотнением. Особенно значительны эти потери при а 45°.

Технико-экономическа  эффективность предложени  состоит в том, что при резком сниже«кк утечек обеспечиваетс  высока  износостойкость уплотнени , т.е. его долговечность, а также снижение потребл емой им мощности и тепловыделени  в зоне трени .

Claims (2)

1.Патент Франции N 1597609, кл. F 16 J , опублик. 1968.

2.Авторское свидетельство СССР № 278325, кл. F 16 J 15/52, 1968 (прототип).