Манжетное уплотнение

/ с",ыописднЪЪИЗОБРЕТЕНИЯ 1 1222292 Союз Советских Социалистических РеспубликК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 61) Дополнительное к авт. свид-ву22) Заявлено 07.02,79 (21) 2721900/25-0 1) М КлзГ 161 15/3 вкирисоединением Гасударственные ком нте(43) Опубликовано 07.11,80. Бюллетень41 (45) Дата опубликования описания 07,11,80 СССРделам нзобретеннй н открытий 3) УДК 62-762(54) МАНЖЕТНОЕ УПЛОТНЕНИ анжеты, пришаг соответстИзобретение относится к технике герметизации вращающихся валов машин и агрегатов.Известно манжетное уплотнение вала из эластичного материала, выполненное с гидродинамическими элементами в виде выступов и впадин одинаковой формы на его рабочей поверхности и охватывающее вал с натягом 1, 2.Недостатком этой конструкции является невысокая эффективность их работы при наличии несоосности манжеты и вала, так как радиальное смещение манжеты относительно вала обуславливает переменный натяг манжеты по периметру рабочей поверхности, Это приводит к возникновению неравномерного контактного давления между манжетой и валом, изменяющегося по синусоидальному закону по периметру рабочей поверхности, к неравномерному изнашиванию и появлению утечки,Целью изобретения является повышение работоспособности манжетного уплотнения вала при наличии несоосности между валом и манжетой.Указанная цель достигается тем, что гидродинамические элементы выполнены с переменным угловым шагом, изменяющимся по синусоидальному закону по периметру рабочей поверхности манжеты в соответствии с изменением натяга чем максимальный угловой вует минимальному натягу. 5 На фиг. 1 представлено манжетное уплотнение; на фиг, 2 - вид на рабочую поверхность манжеты с гидродинамическими элементами; на фиг. 3 и 4 - график изменения натяга манжеты по периметру ра бочей поверхности; на фиг. 5 и 6 - графикизменения углового шага расположения гидродинамических элементов.Манжетное уплотнение содержит армированный эластичный корпус 1 с уплотня ющей кромкой 2, снабженный браслетнойпружиной 3, создающей дополнительный радиальный натягНа рабочей поверхности 4 выполнены гидродинамические элементы 5 с переменным угловым шагом, изменяю щимся по синусоидальному закону.Манжетное уплотнение работает следующим образом.При неподвижном вале уплотняющаякромка 2 под действием упругих сил и силы обжатия браслетной пружины 3 прижимается к уплотняемому валу и создает в зоне контакта повышенное контактное давление, препятствующее проникновению уплотняемой жидкости из зоны с повышенным давлением.При наличии несоосности между манжетой и валом радиальный натяг 4 изменяется синусоидально по закону:ср = 13+ 3 з 1 пср,5представленному на фиг. 2 (а, в), где:р - среднее значение радиального натяга между манжетой и валом,6 - несоосность,ср - угловая координата в сечении, перпендикулярном к валу.Угловой шаг гидродинамических элементов 5, выполненных в виде выступов иливпадин одинаковой формы на рабочей поверхности 4, изменяется по закону: 15И = Ь + а з 1 п( + р),графически представленном на фиг. 2(в, г), где:20Л;= ср;+с - ср; - текущее значение угловогошага,Л - среднее значение угловогошага,а - коэффициент изменения ша 25га,= 1,2,3 и - порядковый номер гидродинамического элемента,и - число гидродинамическихэлементов.Величины и, Л, а подбираются экспериментальным путем в зависимости от условий работы манжеты, ее конструкции,свойств уплотняемой жидкости и т. д. Дляработы в масле при температуре до 40 С и 35несоосности 6=0,2 - 0,4 мм манжеты и вала, диаметром 50 - :80 мм, рекомендуетсяЬвыполнять Ь =15, а - , п =24.Манжета устанавливается на вал таким 40образом, чтобы максимальный угловой шаггидродинамических элементов соответствовал минимальному натягу и наоборот.Присутствующая в зоне контакта тонкаяпленка уплотняемой жидкости распределена по толщине неравномерно по периметруконтакта. При этом существует обратнаязависимость между толщиной и радиальным натягом манжеты, зависящим от величины радиального смещения манжеты от носительно оси вала, При вращении вала вследствие динамического биения вала, наличия шероховатости поверхности и повышенного давления в уплотняемой полости толщина жидкостной пленки увеличивается и уплотняемая жидкость проникает на рабочую поверхность 4. На рабочей поверхности жидкость, взаимодействуя с гидродинамическими элементами 5, образует гидродинамические клинья, в верхушках которых создается повышенное давление, препятствующее прохождению утечки через уплотнение и разгружающее уплотняющую кромку, причем в зоне большого радиального натяга присутствует большее количество разгружающих гидродинамических клиньев, препятствующих утечке, и большая толщина жидкостной пленки. При этом происходит дополнительное разгружение уплотняющей кромки, улучшение смазывания зоны контакта и уменьшение не- герметичности, что приводит к уменьшению износа манжеты и повышению ее работоспособности.Формула изобретенияМанжетное уплотнение из эластичного материала, преимущественно, резины, выполненное с гидродинамическими элементами в виде выступов и впадин одинаковой формы на его рабочей поверхности и охватывающее вал с натягом, отличающееся тем, что, с целью повышения работоспособности уплотнения при несоосности манжеты и вала, гидродинамические элементы расположены по периметру рабочей поверхности с переменным угловым шагом, изменяющимся в соответствии с изменением натяга по синусоидальному закону, причем максимальный угловой шаг соответствует минимальному натягу.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 1, Патент Великобритании1287416,кл, Р 2 В, 31,08.72, 2. Патент США3790180, кл. 277 - 134,05.02,74 (прототип) .ипография, пр. Сапунова,Заказ 2532/8Нпо Поис Изд.569 Тираж 1095 ПодписноеГосударственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб д. 4/5