Способ изготовления герметизирующего элемента торцового уплотнения с металлокерамическим уплотнительным кольцом

(55 Р 16 ) 15 ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ ВТОРСКОМ ИДЕТЕЛ ЬСТВ юро энергетического Н,Жов оршенин, О А.Т,Лаврльство СССР 15 /34, 1988. ВЛЕНИЯ ГЕР ЕНТА ТОРЦ ТАЛЛ ОКЕРА НЫМ КОЛЬЦ плотнениях в ком прессоро МЕТИОВОГО МИЧЕОМ ращаюв, турГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯПРИ ГКНТ СССР(54) СПОСОБ ИЗГОТОЗИРУЮЩЕГО ЭЛЕМУПЛОТНЕНИЯ С МЕСКИМ УПЛОТНИТЕЛЬ(57) Использование: в ущихся валов насосов Изобретение относится к уплотнительной технике, а более конкретно к торцовым уплотнениям вращающихся валов насосов, компрессоров, турбин и т,п.Целью изобретения является повышение надежности герметизирующего элемента при работе в агрессивных средах с высокими параметрами нагружения по контактному давлению и скорости скольжения.На фиг. 1 представлена конфигурация сечения контрольного уплотнительного кольца из металлокерамического материала после его нагружения усилием сжатия; пунктиром показано сечение контрольного образца до обжатия; на фиг. 2 представлено сечение заготовки обоймы с выполненным в нем гнездом; пунктиром показаны конфигурации сечения контрольного вкладыша после его обжатия; на фиг. 3 представлены бин, Сущность изобретения: механически обрабатывают кольца и гнезда в обойме элемента. Устанавливают кольца в гнездо и герметично соединяют кольца с обоймой. Гнездо выполняют переменным по сечению. Уплотнительное кольцо устанавливают в гнездо с радиальными зазорами относительно его наружной и внутренней поверхностей. После этого уплотнительное кольцо подвергают двухкратному холодному прес- сованию с плавным приложением нагрузки, величина к-рой при первом прессовании меньше, чем при втором. Первое прессование осуществляют усилием, равным 4050%, второе - 8 5 - 90% от предела прочности материала уплотнительного кольца на сжатие, 1 з.п. ф-лы, 4 ил. сечения заготовки обоймы и уплотнительного кольца, установленного в гнездо; на фиг.4 представлено сечение герметизирующего элемента после холодной запрессовки рабочего уплотнительного кольца в гнездо и механической обработки их со стороны пояска трения.Обойму герметизирующего элемента выполняют из Бронзы БрБ 2, прошедшей для обеспечения требуемых механических свойств упрочняющую термообработку (закалку при температуре - "800 С и старение в диапазоне температур 320 - 380 С), Бронза БрБ 2 обеспечивает высокую коррозионную стойкость при эксплуатации в химически агрессивных средах, необходимую прочность (предел прочности на растяжение бронзы Б 2 оБ 2 после термоупрочнения 0100 кгс/см ) и хороший теплоотвод от зоны трения из-за5 10 15 20 25 30 35 40 50 55 высокого значения коэффициента теплопроводности бронзы БрБ 2, что позволяет эксплуатировать кольцо трения при температуре в зоне контакта до 300 С,Технологический процесс изготовления герметизирующего элемента начинают с механической обработки уплотнительных колец из антифрикционного материала, при этом для каждой используемой марки материала выполняют контрольные экземпляры колец, на которых определяют величину и форму их деформации под действием сжимающей нагрузки (см. фиг. 1). С учетом этой деформации проводят механическую обработку гнезда в обойме, обеспечивая его заданный профиль и размеры, способствующий получению плотного беззазорного соединения кольца с обоймой. Боковые поверхности гнезда, обращенные к кольцу, выполняют переменными по сечению, например криволинейными, так, что сечение гнезда вписывается в сечение контрольного экземпляра кольца после его обжатия и имеет площадь на 25% меньше площади сечения этого кольца (излишек материала кольца при его запрессовке в такое гнездо остается в припусковой части со стороны входной горловины гнезда). Для упрощения технологии и повышения точности боковые поверхности гнезда выполняют путем плавного сопряжения последовательно расположенных со стороны входа конических, цилиндрических и торовых поверхностей (см. фиг, 2), Уплотнительное кольцо устанавливают в обработанное по указанному выше профилю гнездо с обеспечением переменных по высоте гнезда гарантированных радиальных зазоров между обоймой и кольцом по его наружной и внутренней поверхностям за счет использования направляющей поверхности, выполненной во входной горловине гнезда. После установки в гнездо кольцо подвергают холодному прессованию(см, фиг. 3), Деформация кольца и порошкового материала в условиях ограниченного объема гнезда может привести к образованию трещин в теле кольца при напряжениях ниже пределов прочности материала на сжатие. В связи с этим, учитывая опыт изготовления металлокерамических заготовок методом порошковой металлургии (путем их двухкратного прессования из исходной шихты), запрессовку кольца в гнездо производят путем двухкратного нагрукения при цеховой температуре, причем первое нагружение производят усилием, равным 4050%, а второе - усилием, равн ым 8590 0 от допустимого усилия на сжатие материала кольца, Как показывают замеры, контрольные разрезки и испытания герметизирующего элемента такое двух- кратное прессование, кроме предотвращения трещинообразования, обеспечивает компенсацию монтажных отклонений, равномерность обжатия кольца по периметру, отсутствие изменений микроструктуры (в том числе пористости) материала кольца и в конечном счете получение плотного беззазорного герметичного соединения, После выполнения операции холодного прессования проводят механическую обработку герметизирующего элемента на соответствие размерам чертежа, протирку уплотнительного торца и контрольные испытания на герметичность соединения кольца с обоймой.Формула изобретения 1. Способ изготовления герметизирующего элемента торцового уплотнения с металлокерамическим уплотнительным кольцом, заключающийся в механической обработке кольца и гнезда в обойме элемента, установке кольца в гнездо и герметичном соединении кольца с обоймой, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью повышения надежности. герметизирующего элемента при работе в агрессивных средах с высокими параметрами нагружения по контактному давлению и скорости скольжения за счет получения плотного беззазорного соединения кольца непосредственно с обоймой, гнездо обоймы выполняют переменным по сечению, а уплотнительное кольцо устанавливают в гнездо с радиальными зазорами относительно его наружной и внутренней поверхностей, после чего уплотнительное кольцо подвергают двухкратному холодному прессованию с плавным приложением нагрузки, величина которой при первом прессовании меньше, чем при втором прес- совании.2. Способ по и, 1, о т л и ч а ю щи й с я тем, что, с целью предотвращения трещинообразования уплотнительного кольца в условиях ограниченного объема гнезда путем обеспечения равномерности обжатия кольца по периметру гнезда первое прессование осуществляют усилием, равным 4050 О второе - 8590 ОО от предела прочности материала уплотнительного кольца на сжатие.