Торцовое контактное уплотнение

(23) Приоритет ло делам изобретений и открытийДата опубликования описания 07.08,80(72) Авторы изобретения Ю. Г, Шнейдер, Р. У. Назиров, Л. В. Чубин и Н. И. Дементьев Ленинградский институт точной механики и оптики(54) ТОРЦОВОЕ КОНТАКТНОЕ УПЛОТНЕНИЕ Изобретение относится к уплотнениям междуподвижными относительно одна другой поверхностями со скользящим кольцом, прижимаемым к поверхности, перпендикулярной его продольной оси,Известны торцовые уплотнения, содержащие5 контактирующие по торцам вращающееся и неподвижное кольца, причем на рабочей поверхнос. тп металлического кольца выполнены маслоемкие камеры в виде пологих, дискретных и овальныхо лунок, в некоторых вариантах сообщающиеся с кольцевыми канавками. Такое выполнение уплотнения, обеспечивая постоянное присутствие смазки на трущихся; поверхностях, повышаетих износостойкость 1).Однако уплотнетше не всегда обеспечивает достаточную гидроплотность, поскольку масло- емкие камеры, как правило, не ориентированы относительно направления скорости скольжетшя и направления утечек.20Наиболее близким к предложенному в конструктивном отношении является торцовое уплот. нение, содержащее расположенное на валу с возможностью их совместного вращения металлическое уплотшттельное кольцо с нанесеттным на егорабочем торце регулярным микрорельефом ввиде пологих, дискретных и продолговатыхлунок, неподвижно закрепленное относительнокорпуса неметаллическое уплотнительное кольцо,и упругий элемент, обеспечивающий их постоянный контакт по торцам (2.Недостатком является невысокая гидроплотность, поскольку лунки произвольно ориентированы относительно направления скорости скольжения и направления утечек, причем количествоэтих камер не оптимизировано,Цель изобретения - повышение гидроплотнос.ти уплотнения.Цель достигается тем, что продольная осьлунок ориентирована под острым углом к направлению скорости скольжения и направленшо утечек, а их общая площадь составляет 35-45% отноминальной плошади контакта уплотнительныхколец.На фиг, 1 представлена схема предложенноготорцового уппотнения; на фиг. 2 - рабочийторец металлического кольца с нанесенным нанем регулярйьтм микрорельефом, вид А на7541483фиг. 1; на фиг. 3 - лунки в увеличенноммасштабе.Торцовое контактное уплотнение содержитустановлеггные на валу с возможностью ихсовместного вращения металлическое уплотни.тельное кольцо 1 и взаимодействуюгцее с нимпо торцу неметаллическое уплотнительноекольцо 2, в частности из графита "Нигран В",которое неподвижно закреплено относительнокорпуса. Эластичные манжеты 3 герметизируют 10уплотнительные кольца относительно валаи корпуса, а упругие элементы 4 обеспечиваютих постоянное поджатие друг к другу,На рабочем торце металлического уплотнительного кольца вибрационным обкатыванием 15шаром или алмазным наконечником созданрегулярный микрорельеф в виде пологих,дискретных и продолговатых лунок (фиг, 2 и 3),.являющихся маслоемкими камерами, причемпродольная ось лунок расположена между векторами скорости ч и утечек с, т. е. расположенак ним подострым углом а. Глубина лунок находится в пределах 0,8-1,5 мкм, плотность их порядка (1-2,5) 10 шт(см, а занимаемая имиотносительная площадь (в процентах к номинальной плошади контакта) 35-45%, Параметры лунок обеспечиваются варьированием режимоввибрационного обкатывания.Направление утечек определяется разностьюдавлений снаружи и внутри уплотняемой30полости и центробежными силами.При относительном движении уплотнительныхколец и 2 маслоемкие камеры обеспечиваютнепрерывную подачу смазки в зону трения,предотвращая разрыв масляной пленки, Между 35уплотнительными поверхностями образуется множество гидродинамических микроклиньев и режим трения, таким образом, приближается кгидродинамическому, чем и обеспечивается высокая износостойкость уплогнения. 40Повышение гидроггпотности уплотнения достигается не только дискрегностгю лунок, что уменьшает канал сквозных угечек, но и ориентируетих под острым углом к паправлепию скоростискольжения, чем обусловливается обратный насосный эффект за счет цейсгвия сил вязкоготрения, что резко снижает величину утечек,Таким образом, между давлением уплотняемой среды, контак гным давлением уплотнитель 4ных колец и гидродинамическим давлением взоне трения устанавливается динамическое равновесие.Огггимальное соотношение маслоемкости лунокиопорно й площадью найдено экспериментальнои обеспечивается при относительной площадилунок, равной 35.45% от номинальной площадиконтакта,Значение угла й в общем случае зависит отглубины и формы лунок, осевого зазора междууплотняемыми поверхностями, вязкости смазки,числа Рейнольдса и т, д. и обычно находитсяв пределах до 10, С его увеличением возрастают гидравлические вихревые потери в лункахи, следовательно, мощность, потребляемая торцовым уплотнением. Особенно значительны этипотери при й) 45.Технико-зкономическая эффективность пред.ложения состоит в том, что при резком сниже.нии утечек обеспечивается высокая износостойкость уплотнения, т.е. его долговечность, атакже снижение потребляемой им мощностии тепловыделения в зоне трения.Формула изобретенияТорцовое контактное уплотнение, содержа.шее расположенное на валу с возможностью ихсовместного вращения металлическое уплотни.тельное кольцо с нанесенным на его рабочемторце регулярным микрорельефом в виде пологих, дискретных и продолговатых лунок, неподвижно закрепленное относительно корпуса неметаллическое уплотнительное кольцо, и упругиеэлементы, обеспечивающие их постоянный кон.такт по торцам, о т л и ч а ю щ е е с я тем,что, с целью повышения его гидроплотности,продольная ось лунок ориентирована под острымуглом к направлению скорости скольжения инаправлению утечек, а их общая площадь сос.тавляет 35-45% от номинальной площади кон.такта уплотнительных колец.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1, Патент Франции И 1597609,кл. Р 1 Б опублик. 1968.2. Авторское свидетельство СССР Р 278325,кл. Е 16,1 15(52, 1968 (прототип).754148 Редактор М. Недолуженк 11 олписное ЦНИИПИ Госулярствен по делам изобретений 13035, Чосква, Ж, РФилиал 11 "Патент", г, У роектная, 4 Заказ 5041/8 Составитель Б. СанекТехред М.Петко Тираж 1095ого комитетаи открытийушскал набд корректор В, Сгнлпз;и