Способ изготовления кольца трения торцового уплотнения

СООЭ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСОУБЛИН 09 (И) 4, Р 16 3 15 Ц у и, ц/ ффДеога ОБРЕТЕН ПИСАН ЕЛЬСТВУ ВТОРСКОМУ СВ етики о СССР 1977.РЕГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛА 3 ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ(71) Институт ядерной энерАН БССР(54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ КНИЯ ТОРЦОВОГО УПЛОТНЕНИЯ(57) Изобретение относится к уплотнительной технике, может быть ис"пользовано для уплотнения турбин,насосов и других машин и позволяетповысить надежность колец трения засчет стабилизации уплотнительногобурта. Герметичную прессовую посадкукольца на втулку, приваренную к силь"фону, осуществляют по внутреннемудиаметру кольца. Отсутствие растягивающих напряжений в кольце получают прессовой посадкой по внешнемудиаметру кольца бандажа. 1 ил.Изобретение относится к уплотнительной технике и может быть использовано для уплотнительных устройств турбин и других машин путем стабили 5зации геометрии уплотнительного бурта.Целью изобретения является повышение надежности кольца трения торцового уплотнения за счет стабилиза О ции геометрии уплотнительного бурта в температурном диапазоне (-50) (+100 С).На чертеже изображено сечение кольца трения торцового уплотнения. 15В примере реализации способа изготовления кольца трения вначале производят покрытие внутренней цилиндрической поверхности уплотнительного кольца 1 с наружным диаметром 78 мм 20 и внутренним 62 мм, выполненного из материала СГП, фторопластовой эмульсией 2 марки ФД. Далее бандаж 3 с наружным диаметром 85 мм, выполненный из стали марки 14 Х 17 Н 2, коэф , фициент температурного расширения которой близок к коэффициенту температурного расширения материала , СГПи равен 1010 1/ С, нагреваоют до 400 С и вставляют в него кольоцо 1, имеющее температуру 20 С, так чтобы центры масс. кольца 1 и бандажа3 находились в одном радиальном сечении, перпендикулярном оси вращения,. Выполненную сборку охлаждают до 200 С. Промежуточная деталь между сильфоном 4 и кольцом 1 выполнена в виде втулки 5, Причем втулка выполнена из такого же материала, что и сильфон, т.е, из стали марки 40 12 Х 18 Н 10 Т, и сварена с ним, Далее втулку 5 охлаждают в жидком азоте и затем вставляют внутрь кольца 1, так чтобы центры масс бандажа, кольца и втулки находились в одном радиальном сечении, перпендикулярном оси вращения. Собранный узел охлаждают до 20 С. При этом по наружной прессовой посадке обеспечивается натяг 0,15 мм, а по внутренней 0.05 мм.Герметичность соединения кольца с втулкой обеспечивается за счет припоя слоя фторопластовой эмульсии, толщина которого определяется шероховатостью сопрягаемых поверхностей и находится в пределах 0,01-0,02 мм.55Натяг по внутренней прессовой по. садке обеспечивает фиксацию кольца от проворота относительно втулки в интервале температур (-50)-(+100) Си выбран при 20 С равным 0,05 мм,т.е. так, чтобы при понижении темпеоратурыкольца трения до -50 С обеспечивался минимальный натяг, необходимый для фиксации кольца от проворота,Натяг по внешней прессовой посадке выбран так, чтобы равнодействующая сила, приложенная к графитовомукольцу, всегда работала на сжатие.При этом внутренние напряжения, возникающие в кольце, всегда должнынаходиться в интервале напряжений,допустимых для графитового материала, Выбор численных значений натяговопределяется, во-первых; размерамидеталей, а во-вторых, марками материалов данных деталей, Чтобы в рассматривамом конкретном примере обеспечить функционирование кольца трения, натяг по наружной прессовой посадке при 20 С делают равным О, 15 мма по внутренней - 0,05 мм.Таким образом, на стоянке равнодействующая сил, приложенных к кольцу, работает на сжатие. При выходекольца трения на рабочий температуроный режим +70 С силы сжатия кольцанесколько уменьшаются за счет того,что при нагревании растягивающиесилы по внутренней прессовой посадкеувеличиваются, а сжимающие - по внешней прессовой посадке уменьшаются.Но и в этом случае, равнодействующая сила, действующая на кольцо засчет предварительного запаса по натягу по наружной прессовой посадке,продолжает работать на сжатие кольца.Выбор марки материалов обусловленследующими факторами: материал уплот;нительного кольца строго определен -это силицированный графит маркиСГП(юс = 4 10 1/ С), которыйне допускает растягивающих напряжений более 300-б 00 кгс/см , в качестве материала втулки взята нержавеющая аустенитная сталь марки 12 Х 18 Н 10 Т, которая обладает наиболее хорошей свариваемостью с материалами сильфонов, изготавливаемыми также, в основном, из стали марки 12 Х 18 Н 10 Т. физико-механические свойства которой наиболее полно удовлетворяют требованиям материалов для сильфонов, исходя из необходимости обеспечения в интервале температур (-50)-(+100) С фиксации кольца от1393972 оставитель 1 О.Тольскийехред М.Моргентал Корректор И.Демчи едактор Г,Герб аказ 220 Подписноеа СССРийд. 4/ Тираж 784 Государственног елам изобретений осква, Ж, РаушВ оми откр ая н 11303 роизводственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проек проворота относительно втулки и исключения появления растягивающих нап-, ряжений в кольце, в качестве материала бандажа выбрана нержавеющая сталь5 марки 14 Х 17 Н 2 (или титан), коэффициент температурного расширения которой близок к коэффициенту температурного расширения графита (по сравнению, например, со сталью марки 10 12 Х 18 Н 10 Т, а также другими аустенитными сталями) .Таким образом, бандаж 3 компенсирует увеличение растягивающих напряжений в кольце при возрастании тем пературы. В связи с тем, что после сборки узла отсутствует неравномерность напряжений по прессовым посадкам и центры масс втулки, кольца и бандажа находятся в одном радиальном 20 сечении, перпендикулярном оси вращения, а также отсутствуют конструктивные элементы, которые могут привести к неравномерному изменению напряжений по прессовым посадкам, геометрия 25 уплотнительного бурта сохраняется. При этом бандаж можно назвать стабилизатором геометрии уплотнительного бурта.Уплотнительные устройства, не входящие в состав насосов первого контура ЛЭС, работают при номинальнойотемпературе до +70 С. Эксплуатация уплотнительных устройств, необходимость их хранения и транспортировки в зимних условиях. требуют обеспечения их работоспособности при пониоженных температурах до -50 С. Формула изобретения Способ изготовления кольца тренияторцового уплотнения, заключающийсяв герметичном соединении кольца изуглеграфитового материала с металлическим сильфоном при помощи прессового соединения кольца с промежуточной,деталью, выполненной из того же материала, что и снльфон и свареннойс ним, о т л и ч а ю щ и й с я тем,что, с целью повышения надежностикольца трения за счет стабилизациигеометрии уплотнительного бурта втемпературном интервале (-50)о(+100) С, герметичную прессовую посадку на промежуточную деталь осуществляют по внутреннему диаметрукольца, с предварительно напрессован.ным на его внешнем диаметре кольцомстабилизатора геометрии, выполненнымв виде бандажа,