Способ определения профиля губки манжеты

)4 Р 1 Ь 3 15/32 ИСАНИЕ ИЗОбРЕТЕНИЯ СВИДЕТЕЛЬ К АВТОРСК й с я тем т ича оэ с целния еты од к ня емы конта ляю ныл для упло э ован ты СУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(72) Челябинский филиал Государственного союзного ордена ТрудовогоКрасного Знамени научно-исследовательского тракторного института(54)(57) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПРОФИЛЯГУБКИ МАНЖЕТЫ, включающий выбор оптимальных углов между кромками губки манжеты и контактирующей поверхностью,на основе экспериментальногометода исследования на моделях,ью повышения точности определептимального профиля губки мандля работы в абразивной среде,ьные образцы изготавливают изетных марок материалов, примех для кромок губки манжеты иктирующей поверхности, опредекоэффициенты трения этих модельбразцов по абразивной среде,аботы в которой предназначенонение,и по соотношению этих коиентов определяют угол, обраный наружной кромкой губки мани контактирующей поверхностью,ловия отсутствия самозаклиниваастиц абразивной среды между12 О 3288 20 25 30 50 55 Изобретение относится к уплотнительной технике и может быть использовано в уплотнительных устройствах, работающих в абразивной среде.Цель изобретения - повышение точности определения оптимального профиля губки манжеты путем учета возможности самоэаклинивания абразивных частиц в клиновидном пространстве между наружной кромкой губки манжеты и контактирующей поверхностью и использования моделей, изготовленных из материалов, применяемых для реальных уплотнений.На фиг, 1 изображен элемент рабочей зоны уплотнения шарнира гусеницы; на фиг. 2 - график зависимости безразмерной относительнойинтенсивности износа контактирующей с губкой манжеты поверхности уплотнения от величины угла клиновидного пространства.Для определения профиля губки манжеты изготавливают модельные образцы из материалов контактирующей поверхности и кромки губки манжеты, соприкасающихся с абразивной средой. Эти образцы выполняют, например, в виде плоских пластинок и обрабатывают по твердости и шероховатости поверхностей в соответствии с техническими условиями на данное уплотнение. Коэффициент трения образца из материала кромки губки манжеты и коэффициент трения образца из материала контактирующей поверхности по абразивной среде, для работы в которой предназначено уплотнение, находят известным способом как отнонение силы, трения к нормальной нагрузке. По найденным значениям коэффициентов трения определяют величину оптимального угла между наружной кромкой губки манжеты и контактирующей поверхностью из услоьия исключения самозаклинивания абразивных частиц между ними.Если уплотнение предназначено для работы в абразивной среде различных типов, например: чистый квар-цевый песок с незакрепленными частицами (Т), чистый кварцевый песок с :-акрепленными частицами Й), кварцевый песок с содержанием 157 глины (1 Н), кварцевый песок с содержанием 152 глины и добавлением воды в количестве 1/3 от массысухой фракции (1 Ч) и др., определяют соответствующие коэффициенты трения для каждого типа абразивной среды, По найденным значениям коэффициентов трения определяют величину оптимального угла для каждой среды. Путем сравнения вычисленных величин оптимальных углов для каждого типа абразивной среды находят угол, имеющий наибольшую величину. Этот угол принимают в качестве оптимального угла между взаимодействующей с абразивной средой кромкой губки манжеты и контактирующей поверхностью для данного уплотнения.Способ реализован при определении профиля губки манжеты торцового уплотнения шарнира гусеницы промышленного трактора. Уплотнение содержитаксиальную манжету 1, рабочей кромкой 2 взаимодействующей с контактирующей поверхностью 3, отделяя внутреннюю герметизирующую полость 4узла от внешней абразивной среды 5.Между наружной поверхностью 6 манжеты 1 с рабочей кромкой 2 и контактирующей поверхностью 3 существует клиновидное пространство 7 с углом жПри работе шарнира гусеницы происходит взаимное перемещение контактирующей поверхности 3 и рабочей кромки 2. Перемещения могут быть какпоступательными со скоростью Ч на ве-,личину люфта до 1 мм, так и возвратно-вращательными со скоростью сд обус-.лавливающими функциональные свойствашарнира гусеницы, или совершаться 35вместе. На абразивную частицу, находящуюся в контакте с поверхностями3 и 6 приих взаимномпоступательном перемещении действуют силы,равнодействующая которых в зависимости от угла 40способствует или препятствует самозаклиниванию абразивной частицы. Вра. -щательное перемещение поверхностейне влияет. на процесс самоэаклинивания. Значение угла с, при котором 45 равнодействующая сил, действующихна абразивную частицу, выталкиваетее иэ клиновидного пространства, не допуская самозаклинивания, находится иэ условия равновесия частицы в клиновидном пространстве.По предлагаемому способу для уплотнения шарнира гусеницы был определен максимально допустимый уголмежду рабочей кромкой полиамидной манжеты и контактирующей торцовойповерхностью втулки для работы ввысокоабразивной среде, характерной для работы промышленного трактора.1203288 Таблица 1 Материал образца Коэффициенты трения полиамида и стали с абразивом 0,56 О, 49 0,48 0,47 Полиамид П Сталь 20 Г 0,58 0,63 0,53 0,54 Таблица 2 Значение углов для различных грунтовых условийИатериалы пары трения 54 20 60 20 52 40 56 40 Полиамид П,Сталь 20 Г 75 ы, граР ВНИИПИ Закаэ 8580 Тнраа 897 Подвисвое филиал ППП ПатейГР Ужгород, ул. Проектная, 4,1 пя этого найдены коэффициенты трения (табл. 1) образцов Т -Н из полиамида и стали с абразивными частицами грунта и на основании их соотношения из условия отсутствия само- заклинивания частиц получены значения минимально допустимых углов (табл2).За оптимальный угол для предлагаемого уплотиения принят максимальный полученный угол, округленный в большую сторону до целого значения 61 Выполнение уплотнения шарнира гусеницы с углом к = 61 вместо ранее рекомендованного по известному способу оптимального угла 10-20 позволяет уменьшить темп износа трущихся поверхностей в четыре раза по сравнео нию с уплотнением, имеющим угол 20 и обеспечить долговечность уплотнения более 4000 ч на высокоабраэивных грунтах. Исследованиями установлено (фиг.2), что выполнение угла больше минимально допустимого не изменяет темпа износа и выбор его может диктоваться другими условиями, например, прочностного или конструктивно-компоновочного характера.