Торцовое уплотнение гребного вала

ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР О ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИ К АВТОРСК ИМУ СВИДЕТЕЛЬСТ(71) Ленинградское высшее инженерное морское училище им. адм. С. О. Макарова (72) И. Я. Пинус, А. В. Смыков, М. К. Герцык и В. А. Черепнин(54) ТОРЦОВОЕ УПЛОТНЕНИЕ ГРЕБНОГО ВАЛА(57) Изобретение относится к торцовым уплотнениям гребного вала и может найти применение в судоремонте при модернизации уплотнений гребных валов морских и речных судов с дейдвудными подшипниками на водяной и масляной смазке. Цель изобретения - повышение надежности и срока службы уплотнения. Торцовое уплотнение гребного вала (ТУГВ) содержит корпус 1 с установленным в нем плавающим элев,ЯО 1261838 ментом (ПЭ) 2 и сопряженный с ним вращающийся элемент (ВЭ) 4, закрепленный на гребном валу 5. Элементы 2 и 4 образуют между собой две обращенные одна к другой и кинематически связанные пары 6 и 7 трения, имеющие антифрикционные по.- крытия 8 и 9, между которыми и сопрягаемой поверхностью ВЭ 4 введены эластичные прокладки 1 О и 11. Кинематическая связь выполнена в виде пары 6 и 7 трения, т, е, полутор на торцовой поверхности ПЭ 2 и плоскость на ВЭ 4. ПЭ 2 выполнен в виде фасонной втулки, а вращающийся элемент 4 - в виде двух дисков 2 и 13, соединенных натяжным устройством 14, выполненным, например, в виде болтового соединения. ТУГВ отслеживает пространственные колебания гребного вала 5, осуществление контакта пары трения в виде полутор - плоскость и введение эластичной прокладки 10(11) обеспечивает распределение давления в контакте по радиусу скругления полутора. 3 ил.Р(3 10Е с сю" 40 где Р -- максимальное усилие натяжения дисков, Н;г радиус округления полутора в зонеего контакта с плоскостью. м;Е. - модуль упругости эластичной прокладки. МПа;й - частота вращения гребного вала, 1/с; д -- средний диаметр тела полутора, м.Крепление вращающегося элемента 4 на гребном валу 5 осуществляется с цомоцью клеммника цатяжного устройства 14. Для снижения потерь ца трение в сальнике 3 введена промежуточная втулка 15, Г 1 одвод р- бочей жидкости для охлаждения и смазки вкладыша дейдвудного подшипника 16 осу - ществляется через канал 7 и выточку 18 йромежуточной втулки 15. Фиксация плавающего элемента 2 от проворачивания осуИзобретение относится к судостроению и может найти применение в судоремонте при модернизации уплотнений гребных валов морских и речных судов с дейдвудными подшипниками на водяной и масляной смазке.Целью изобретения является повышение надежности и срока службы уплотнения.На фиг. 1 схематично изображено торцовое уплотнение гребного вала, общий вид; на фиг. 2 - модификация торцового уплотнения, выполненная для носового торцового уплотнения дейдвудного устройства; на фиг. 3 то же для кормового торцового уплотнения.Торцовое уплотнение гребного вала (фиг. 1) содержит корпус 1, плавающий элемент 2, установленный в нем и уплотненный сальником 3, и вращающийся элемент 4, закрепленный на гребном валу 5. Элементы 2 и 4 образуют между собой две обращенные одна к другой и кинематически связанные пары 6 и 7 трения. 20 Между антифрикционным покрытием 8 и 9 и торцовыми поверхностями вращающегося элемента 4 введены эластичные прокладки 10 и 11. Кинематическая связь выполнена в виде пары 6 и 7 трения, т. е. полутор на торцовой поверхности цлаваюгцего элемента 2 и плоскость на вращающемся элементе 4. Плавающий элемент 2 выполнен в виде фасонной втулки, а вращавшийся элемент 4 - в виде двух дисков 12 и 13, соединенных натяжным уст 30 ройством 14, выполненным, например, в виде болтового соединения.В частности, при изготовлении одной цз модификаций предлагаемого уплотнения эластичные прокладки 10 и 11 выполнены из резины, а антифрикционное покрытие 8 и 9 - из композита, содержащего фторопласт, например, Ф - 4 К 20. Максимальное усилие натяжения дисков определяется из условия ществляется пальцем 19. Для ремонта уплотнения на плаву устройство снабжено эластичной манжетой 20, закрепленной в корпу кольцевой шайбой 21.В модификации предлагаемого уплотнения (фиг. 2) фасонная втулка снабжена радиальными отверстиями 22, выполняющими роль водораспределительного кольца, а промежуточная втулка 15 снабжена радиальным отверстием 23, выполненным соосно с каналом 17,Уплотнение (фиг. 1) работает следующим образом.Г 1 ри подводе охлаждающей и смазываюшей рабочей жидкости последняя через канал 17 и выточку 18 поступает в пространство между торцовым уплотнением и дейд вудным подшипником 16 и парам 6 и 7 трения. Из-за отсутствия зазоров в парах трения протечки минимальны и зависят от площадей контакта и усилий сжатия поверхностей трения. Значительное усилие на поверхностях приводит к большим потерям на трение, перегреву уплотнения, что снижает надежность. Осуществление контакта пары трения в виде полутор - плоскость и введение эластичных прокладок 10 и 1 обеспечивает распределение давления в контакте по радиусу скругления полутора. Задание давления ца поверхности контакта и его фиксация натяжным устройством 14 обеспечивает для выбранных материалов антифрикционного покрытия 8 и 9 и эластичных прокладок 10 и 11 оптимальные режимы трения, т. е. при заданном усилии натяжения дискон 2 и 13 тепло в нарах 6 и 7 трения нагревает материал антифрикционного покрытия 8 и 9, обеспечивая тем самым создание кольцевой полимерной пленки (смазки) в узлах 6 и 7. выполняющей роль уплотнительного элемента.Пространственные колебания гребного вала 5, возникающие от работы гребного винта, отслеживаются следующим образом: горизонтальные перемещения - плавающим элементом 2 в корпусе 1, угловые и вертикальные парой трения полутор - плоскость.При этом обеспечивается двухкаскадное уплотнение, т. е. пара 6 трения изолирует полость дейдвудного подшипника от полости между вращающимся 4 и плавающим 2 элементами, а пара 7 трения изолирует последнюю полость от атмосферы.Поскольку условия теплоотвода от пар 6 и 7 трения различны, а усилия натяжения равны, то радиусы скругления полутора следует принимать различными. Например, для носового уплотнения (фиг. 1) радиус скругления полутора для пары 7 трения должен быть больше, чем радиус скругления для пары 6 трения.В модификации предлагаемого уплотнения (фиг. 2) подвод рабочей жидкости в/б Фъг. г Риг. 3 Составитель Е. Игнатьев Тсхред И. Верес Корректор М. Максимишинец Тираж 422 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж - 35, Раушская наб., д. 4/5 Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4Редактор И.ШуллаЗаказ 5270/14 зону плавающего элемента 2 и протекание ее через отверстие 22 делает уплотнение однокаскадным, однако имеет возможность отвода тепла от пар 6 и 7 трения, а в случае необходимости - регулировать температуру в рабочей зоне путем изменения скорости потока рабочей жидкости через отверстие 22. Торцовое уплотнение гребного вала, включающее корпус с установленным в нем плавающим элементом и сопряженный с ним,закрепленный на гребном валу элемент, при этом сопрягаемые поверхности указанных элементов снимают антифрикционное покрытие, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности и срока службы уплотнения, оно снабжено эластичной прокладкой, установленной между антифрикционным покрытием и сопрягаемой поверхностью закрепленного на валу элемента, при этом плавающий элемент выполнен в виде втулки, боковая поверхность трения которой спрофилирована по форме полутора с поперечным сечением в виде полукруга, а закрепленный на валу элемент - из двух дисков, соединенных натяжным устройством.