SU838212A1

SU838212A1 - Уплотнение вращающегос вала

Info

Publication number: SU838212A1
Application number: SU792823392A
Authority: SU
Inventors: Владимир Иванович Ласунский; Анатолий Сергеевич Соколов
Original assignee: Московский Автомобильный Завод Им.И.A.Лихачева (Производственноеобъединение Зил)
Priority date: 1979-09-28
Filing date: 1979-09-28
Publication date: 1981-06-15

Description

Союз Советских

Социалистических

Республик

(И)838212

Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытий

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву — (22) Заявлено 2809.79 (21) 2823392/25-08 с присоединением заявки № — (23) Приоритет —

Опубликовано 15,06.81, Бюллетень N9 22

Дата опубликования описания 2006.81 (51)М. Кл.³

F 16 т 15/16 (53) УДК 62-762 (088.8)

(54) УПЛОТНЕНИЕ ВРАЩАЮЩЕГОСЯ ВАЛА

Изобретение относится.к уплотнительной технике и может быть исполь· зовано для уплотнения высокооборотных валов, вращающихся с радиальным биением при вводе их в вакуумную камеру.

Известно уплотнение вращающегося вала, содержащее пакет зафиксированных от вращения дисков, выполненных в виде полуколец, установленных в корпусе с зазором по наружному диаметру, превышающим максимально возможное радиальное биение уплотняемого вала при его вращении в корпусе, охватывающих своими цилиндрическими пояска- 15 ми цилиндрическую поверхность вала с диаметральным зазором, меньшим,, чем указанное биение, и поджатых в осевом направлении упругими элементами, допускающими упругое радиальное 20 смещение дисков и их перекос относи- . тельно оси вала {11.

Такое уплотнение требует смазки, а для условий вакуума может быть применена только специальная смагка, что потребует значительного усложнения уплотняющего устройства. К тому.

же уплотнение, состоящее из полуколец, при вибрациях вала может раскрыться и потерять герметичность.

Цель изобретения - повышение надежности работы уплотнения работающего без смазки в условиях сильной вибрации и при значительных деформациях вала под действием осевых и радиальных сил.

Указанная цель достигается тем, что диски Выполнены неразрезными, причем ширина Ь цилиндрического пояска каждого диска равна 0,01...0,03 диаметра D цилиндрической поверхности вала, а диаметральный зазор между указанными поверхностями дисков и вала равен ά = (1,2. ..1,5)0(.- Ь, где ού - максимальный угол перекоса дисков относительно оси вала, рад.

На фиг. 1 схематически изображено уплотнение, разрез; на фиг. 2 разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 схема расположения пакета дисков относительно цилиндрической поверхности вала.

В корпусе 1 вакуумной камеры (не показана) выполнено гнездо 2 с двумя пазами 3 и кольцевой канавкой 4. В канавке 4 установлено упругое уплотнительное кольцо 5, к которому при3 легает пакет неразрезных дисков 6, зафиксированных от вращения выступами 7, входящими в пазы 3. Диски 6 охватывают своими цилиндрическими поясками 8 цилиндрическую поверхность вала 9 с диаметральным зазором меньшим, чем радиальное биение вала 9 при его вращении. Нажимное кольцо 10, поджатое пружинами 11, установленными в крышке 12, прижимает пакет дисков 6 к уплотнительному кольцу 5. Нажимное кольцо '10 может перемещаться вдоль оси цилиндрической поверхности 13 крышки 12. Диски 6 установлены в гнезде 2 корпуса . с зазором £ по наружному диаметру 0^ превышающим максимально возможное радиальное биение вала 9 при его вращении. Уплотнительное кольцо 5, нажимное кольцо 10 и зазоры rf и £ допускают упругое радиальное смещение дисков 6 и их перекос относительно оси вала 9, что компенсирует все погрешности, возникающие при изготовлении, монтаже и работе элементов уплотнения и механизмов привода вала.

Для предотвращения заедания дисков 6 на валу 9 при их перекосе относительно оси вала 9 ширина Ь цилиндрического пояска 8 выбирается равной 0,01 ... 0,0 3 диаметра D цилиндрической поверхности вала 9.

Диаметральный зазор ύ¹ между поверхностями вала 9 и цилиндрического пояска 8 выбран таким образом, чтобы свести к минимуму утечку газа и исключить заедание дисков б на валу 9 при их перекосе, и равен d¹ = (1,2... 1,5)ο4· Ь, где сб - максимальный угол перекоса дисков б относительно оси вала 9, рад,

Выбор параметров уплотнения определяется из условия получения минимальных утечек. При увеличении ширины пояска каждого диска сверх 0,03 D вследствие соответствующего увеличения зазора д' утечки увеличиваются. Уменьшение ширины пояска до величин, меньших 0,01 D, хотя и позволяет уменьшить зазор $ , также снижает сопротивление перетеканию рабочей среды через уплотнение, так.как уменьшается протяженность щели. Выбор коэффициента при определении величины (У, равного 1,2 ... 1,5, определяется необходимостью иметь некоторый запас зазора при перекосе дисков для компенсации некруглости и тепловых деформаций вала и дисков.

Уплотнение вала для ввода в вакуумную камеру работает следующим образом.

Вал 9 предварительно прокручивают на малых оборотах. При этом диски б легко смещаются и находят свои места относительно вращающегося вала 9. Смещение дисков 6 облегчается тем, что в данный момент пакет дисков б сжимается лишь небольшим усилием пружин 11 и поэтому при смещении дисков б не происходит их нагрев и заедание, после чего включаются вакуумные насосы и создается разрежение в вакуумной камере.

При этом на нажимное кольцо 10 действует разность давлений: с одной стороны - давление атмосферы, а с другой - вакуум в камере. Возникающее при этом усилие дополнительно сжимает пакет дисков б и фиксирует их в рабочем положении.

При деформации или радиальном биении вала 9 под действием осевых и радиальных сил диски 6 благодаря зазору δ между цилиндрической поверхностью гнезда 2 и наружным диаметром могут смещаться в радиальном направлении. В результате постоянно сохраняется диаметральный зазор & между поверхностью вала 9 и цилиндрической поверхностью пояска 8 каждого из дисков 6. Таким образом, исключено трение дисков б о цилиндрическую поверхность вращающегося вала 9 и, следовательно, отсутствует износ дисков.

Claims

Изобретение относитс .к уплотнительной технике и может быть исполь зовано дл уплотнени высокооборотных валов, вращающихс с радиальным биением при вводе их в вакуумную камеру . Известно уплотнение вращающегос вала, содержащее пакет зафиксированных от вращени дисков, выполненных в виде полуколец, установленных в корпусе с зазором по наружному диаме ру , превышающим максимально возмржно радиальное биение уплотн емого вала при его вращении в корпусе, охватывающих своими цилиндрическими по ска ми цилиндрическую поверхность вала с диаметральным зазором, меньщим,. чем указанное биение, и поджатых в осевом направлении упругими элемента ми, допускающими упругое радиальное смещение дисков и их перекос относительно оси вала ± . Такое уплотнение требует смазки, а дл .условий вакуума может быть при . менена только специальна смагка, что потребует значительного усложнени уплотн ющего устройства. К тому, же уплотнение, состо щее из полуколец , при вибраци х вала может раскрытьс и потер ть герметичность. Цель изобретени - повышение надежности работы уплотнени работающего без смазки в услови х сильной вибрации и при значительных деформаци х вала под действием осевых и радиальных сил. Указанна цель достигаетс тем, что диски йыполнены неразрезными, причем ширина b цилиндрического по ска каждого диска равна О,01...О,03 диаметра D цилиндрической поверхности вала, а диаметральный зазор между указанными поверхност ми дисков и зала равен С (1,2. ..l,5)d«. Ь, где оО - максимальный угол перекоса дисков относительно оси вала, рад. На фиг. 1 схематически изображено уплотнение, разрез; на фиг. 2 разрез А-А на фиг. 1} на фиг. 3 схема расположени пакета дисков относительно цилиндри-4еской поверхности вала. В корпусе 1 вакуумной камеры (не показана) выполнено гнездо 2 с двум пазами 3 и кольцевой канавкой 4. В канавке 4 установлено упругое уплотнительное кольцо 5, к которому прилетает пакет неразрезных дисков 6, зaфикcиpoвaнs ьix от вращени выступами 7,-вход щими в пазы 3. Диски б ох ватывают своими цилиндрическими по с ками 8 цилиндрическую поверхность вала 9 с диаметральным зазором меньшим, чем радиальное биение вала 9 при его вращении. Нажимное кольцо 10, поджатое пружинами 11, установленными в крышке 12, прижимает пакет рисков 6 к ушютнительному кольцу 5. Нажимное кольцо 1U может перемещатьс вдоль оси цилиндрической поверхности 13 крышки 12. Диски 6 установлены в гнезде 2 корпуса :. с зазором по наружному диаметру D ,. превышающим максимально возможное радиаль ное биение вала 9 при его вращении. Уплотнительное кольцо 5, нешимное кольцо 10 и зазоры cf и допускают упругое радиальное смещение дисков б и их перекос относительно оси вала 9, что компенсирует все погрешности , возникающие при изготовлении, монтаже и работе элементов уплотнени и механизмов привода вала. Дл предотвращени заедани дисков 6 на валу 9 при их перекосе отно сительно .оси вала 9 ширина Ь цилиндрического по ска 8 выбираетс равной 0,01 .... 0,03 диаметра D цилиндрической поверхности вала 9. Диаметральный зазор rf между повер ност ми вала 9 и цилиндрического по ска В выбран таким образом, чтобы свести к минимуму утечку газа и исключить заедание дисков б на валу 9 при их перекосе, и равен cf (1,2.. 1,5) Ь, где oi - максимальный угол перекоса дисков б относительно оси вала 9, рад. Выбор параметров уплотнени определ етс из услови получени минимальных утечек. При увеличении ширины по ска каждого диска сверх 0,03 D вследствие соответствующего увеличени зазора С утечки увеличиваютс . Уменьшение ширины по ска до величин, меньших 0,01 D, хот и позвол ет уменьшить зазор б , также снижает сопротивление перетеканию рабочей среды через уплотнение, так.как умен шаетс прот женность щели. Выбор коэффициента при определении величины С, равного 1,2 ... 1,5, определ етс необходимостью иметь некоторый запас зазора при перекосе дисков дл компенсации некруглости и тепловых деформаций вала и дисков. Уплотнение вала дл ввода в вакуумную камеру работает следующим образом . Вал 9 предварительно прокручивают на малых оборотах. При этом диски б легко смещаютс и наход т свои места тносительно вращающегос вала 9. мещение дисков б облегчаетс тем, то в данный момент пакет дисков б сжимаетс лишь небольшим усилием пруин 11 и поэтому при смещении дисков б не происходит их нагрев и заедание, после чего включаютс вакуумные насосы и создаетс разрежение в вакумной камере. При этом на нажимное кольцо 10 ействует разность давлений: с одной стороны - давление атмосферы, а с другой - вакуум в камере. Возникающее при этом усилие дополнительно сжимает пакет дисков б и фиксирует их в рабочем положении. При деформации или радиальном биении вала 9 под действием осевых и радиальных сил диски б благодар зазору S между цилиндрической поверхностью гнезда 2 и наружным диаметром 0 могут смещатьс в радиальном направлении . В результате посто нно сохран етс диаметральный зазор об между поверхностью вала 9 и цилиндрической поверхностью по ска В каждого из дисков 6. Таким образом, исключено трение дисков б о цилиндрическую поверхность вращающегос вала 9 и, следовательно , отсутствует износ дисков. Формула изобретени Уплотнение вращающегос вала, содержащее , пакет зафиксированных от вращени дисков, установленных в корпусе с зазором по наружному диаметру, превышающим максимально возможное радиальное биение уплотн емого вала при 81 о вращении в корпусе, охватывающих своими цилиндрическими по сками цилиндрическую поверхность ваша с диа1 1етральным зазором, меньшим, чем указанное биение, и поджатых в осевом направлении упруг ими элементами, допускающими упругбе радиальное смещение дисков и их перекос относительно оси вала, отличающеес тем, что, с целью повыиени надежности работы уплотнени , диски выполнены неразрезными, причем ширина Ь цилиндрического по ска каждого диска равна 0,01 ... 0,3 диаметра D цилиндрической поверхности вала, а диаметральный зазор У между указанными поверхност ми дисков и вала равен 0 (1,2 1,5)Л- Ь, где 0 - максимальный угол перекоса дисков относительно оси вала, рад. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1. Патент Великобритании № 1237594, кл, F 2 В, опублик. 1970.

---7

14