Способ уплотнения соединений с переменной несоосностью вращающихся элементов и устройство для его осуществления

(19) (Н) 38129 я)4 Р 16 Л 15/ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН АВТОРСИЬМУ СВИ СТВ Ф 4 ь ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ ССО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫ(7 1) Донецкий политехнический институт(56) Авторское свидетельство СССРУ 317831, кл. Р 16 0 1/10, 1971.Авторское свидетельство СССРУ 523487, кл. Н 02 К 5/12, 1976.(54) СПОСОБ УПЛОТНЕНИЯ СОЕДИНЕНИЙ С ПЕРЕМЕННОЙ НЕСООСНОСТЫ ВРАЩАЮЩИХСЯ ЭЛЕМЕНТОВ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО , ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ(57) Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано во всех отраслях народного хозяйства для уплотнения соединений, имеющих переменную несоосность вращающихся элементов, и позволяет повысить надежность, герметичность и расширить диапазон применения уплотнений за счет исключения вращения эксцентрикового блока и выравнивания окружныхзазоров между цилиндрическими поверхностями несоосных вращающихся элементов и поверхностями блока. Способ уплотнения соединений включаетвведение в блок эксцентриковых втулок дополнительных радиальных илиугловых эксцентриковых втулок ипоследовательный или совместный поворот их вокруг своих продольныхосей до совмещения осей вращающихсяэлементов и поверхностей втулок. Навалу 1 в стакане 3 установлен блокэксцентриковых втулок 4-7, имеющихрадиальные и угловые эксцентриситетыВеличина эксцентриситета каждой втулки определяется по формулам, Причемэксцентриковые втулки размещены сэксцентриситетом относительно другдруга в отверстии предыдущей втулкии закреплены от осевого смещения спомощью стопорных шайб 8. Между стаканом 3, эксцентриковыми втулками4-7 и валом 1 размещены уплотнения9. 2 с,п. ф-лы, 4 ил., 1 табл.а,(2) ы,= м= агсзхп ььный эк а- радси сцентриных экстулок 4 ожностисего диа- .5ния Радиния осей а ет радиалтриковых и к(для возпенсации она измен ного смещ 0 до а, п па ал нято 1 что от Изобретение относится к машиностроению и может быть использованово всех отраслях народного хозяйства для уплотнения соединений, имеющих переменную несоосность вращающихся элементов,Целью изобретения является повышение надежности, герметичности и .расширение диапазона применения уплотнения за счет исключения вращения эксцентрикового блока,На фиг, 1 показана схема расположения осей при относительном движении вращающихся элементов и кинематическая схема устройства для уплотнения соединений с переменной несоосностью вращающихся элементов, припеременном угловом смещении осей;на фиг. 2 - то же, при переменномрадиальном смещении осей; на фиг.З -то же, при переменных радиальном иугловом смещениях осей; на фиг. 4 -устройство для уплотнения соединения,разрез,Устройство для осуществления способа уплотнения соединений располагается на несоосном соединении, содержащем вал 1 и обойму 2, на которой закреплен стакан 3, установленный соосно с обоймой 2. На валу 1в стакане 3 установлен блок эксцентриковых 4-7, который содержит радиальные 4 и 5 (угловые 6 и 7) илирадиальные 4 и 5 и угловые 6 и 7эксцентриковые втулки, имеющие соответственно радиальный аа (угловой м щ ) или радиальный а,а и угловой ы ы эксцентриситет(фиг, 4). Величина эксцентриситета 40каждой эксцентриковой втулки определяется по формулам:для радиальных эксцентриковых втулокаа = а (1)Л2 соз ц43 для угловых эксцентриковых втулок- максимальное радиальноесмещение осей втулкиотносительно обоймыпри эксплуатации муфты;, - угол, определяющий положение радиальных эксцентриков (на основании приведенных экспериментальных исследований, выполненных намоделях, для хорошейработоспособности устройства и исключенияустановки эксцентриковв мертвых точках следует принимать юр, =- 16-20 )ры,и ы - угловой эксцентриситет угловых эксцентриковых втулок 6 и 7(для возможности компенсации всего диапазона изменения угло-вого смещения осей отО до ы, принято, что, );ы- максимальное угловоесмещение осей втулкии обоймы при эксплуатации муфты;- угол, определяющийположение угловыхэксцентриков (на основании проведенныхэкспериментальных исследований, выполненных на моделях, дляхорошей работоспособности устройства иисключения установкиугловых эксцентриковв мертвых точках сле.дует принимать22-28 ).Причем эксцентриковые втулки 4-7 размещены с эксцентриситетом относительно друг друга в отверстии предыдущей эксцентриковой втулки и закреплены от осевого смещения. с помощью стопорных шайб 8. При этом охватываемая поверхность наружной эксцентриковой втулки 4 установлена соосно продольной оси стакана 3, а охватывающая поверхность внутренней эксцентриковой втулки 7 установлена соосно продольной оси вала 1, Между стаканом 3, эксцентриковыми втулка 1381294ми 4-7 и валом 1 размещено уплотнение 9.Способ осуществляют следующим образом.5При вращении соединения с постоянной несоосностью вала 1 и обоймы2 при а = сопвг и м = сопят (фиг.4)цилиндрический стакан 3, закрепленный соосно с обоймой 2, вращаетсявокруг своей продольной оси Е,(фиг. 1-3), а вал 1 вращается вокругсвоей продольной оси Е (фиг. 1-3).При этом за счет наличия радиального(углового) или радиального и углового смещений осей стакана 3 и вала 1блок эксцентриковых втулок, состоящий из радиальных 4 и 5 (угловых6 и 7) или радиальных 4 и 5 и угловых 6 и 7 эксцентриковых втулок, имеет эксцентриситеты, что исключаетвращение блока эксцентриковых втулок4-7, закрепленных от осевого смещениястопорными шайбами 8. Кроме того,так как охватываемая поверхность 25наружной эксцентриковой втулки 4установлена соосно продольной осистакана 3, а охватывающая поверхность внутренней эксцентриковой втулки 7 установлена соосно.продольнойоси вала 1, то обеспечиваются равномерные окружные зазоры между вращающимися элементами 1 и 2 и блокомэксцентриковых втулок 4-7Болеетого, благодаря исключению вращенияблока эксцентриковых втулок при вращении вала 1 и стакана 3 относительное движение между ними производится только вращением. Поэтому герметизируется несоосное соединение обычным уплотнением 9, применяемым дляуплотнения соосных соединений с перпендикулярным расположением его коси вращения.При изменении несоосности вращающихся элементов при а 4 сопяти и Ф сопвг. (фиг. 1-3) под действием силы, возникающей от измененияположения всего вала 1 и стакана 3и наличия эксцентриситета втулок,производится совместный поворот радиальных 4 и 5 (угловых 6 и 7) илирадиальных 4 и 5 и угловых 6 и 7эксцентриковых втулок вокруг их продольных осей относительно друг друга,Величина поворота эксцентриковых 55втулок 4- координируется угламиц и ",ц(фиг. 1 и 2), при а,а, и и,= ы (фиг. 4) для возмож ности компенсации всего диапазона изменения смещений вращающихся элементов 1 и 2 соединения от 0 до а и от 0 до ы (фиг. 3), координирующие углы поворота равныР, /7и определяются, по1Формулам:для радиальных эксцентриковых втулокаагс сов (3)для угловых эксцентриковых втулок 1-сов ы= агссов2 в 1 пы ф(4) гдеи- углы, координирующиеповорот эксцентриковыхвтулок;а - величина радиальногосмещения осей обоймы ивала втулки в данныймомент;ы - величина углового смещения осей обоймы и валавтулки в данный момент.При этом благодаря размещению наружной эксцентриковой втулки 4 в стакане 3, а внутренней эксцентри,ковой втулки 7 блока на валу 1 постоянно обеспечивается соосность охватываемой цилиндрической поверхности наружной эксцентриковой втулки 4 со стаканом 3, а охватывающей цилиндрической поверхности внутренней эксцентриковой втулки 7 с валом 1. Это исключает вращение всего блока эксцентриковых втулок 4-7 при вращении соединения, обеспечивает равномерный окружной зазор между сопряженными с вращающимися элементами поверхностями блока эксцентриковых втулок 4-7, причем между вращающи- мися элементами 2 и 3 и эксцентриковыми втулками 4-7 производится только относительное вращение. Поэтому герметизируется соединение обычным уплотнением 9.П р и м е р . Уплотнение при переменной несоосности приведено на примере зубчатой муфты, работающей в условиях переменной несоосности осей вала втулки относительно обоймы. Диапазон изменения радиального смещения осей при эксплуатации муфты а = 08 мм (а= 8 мм), а углового смещения ы = 03" ( и = 3 ). В период установки устройства для уплотнения величина ради(2); а 1-сояз 1-соя 2Ч = агссоя . г --- = гссоя ; -- -=53 1 2 йп 2 я 1 п 1, 7 ального смещения осей а = 3 мм, ауглового смещения осей р = 2Для уплотнения зубчатой муфтынеобходимо установить блок эксцент 1 иковых втулок, содержащий пве рауиальные 4 и 5 и две угловые экс 4 ентриковые 6 и 7 втулки. Исходя изусловий работы муфты величина экюентриситетаа каждой эксцентриковойвтулки определяется по Формулам (1) я радиальных эксцентриковых втулок а,8 2 соя, 2 соя 20".я угловых эксцентриковых втулок1-соя 1 аи = я = агся 1 п2 соя рЬ11 соя зоагся 1.п----- = 1 711 2 соз 2 28 о У УПосле расчета эксцентриситетовтулок и их изготовления они устаЗатем в пазы стакана 3 и втулок-6 производится установка стопорых шайб 8, которые предотвращаютсевое смещение эксцентриковых втуок. После такой настройки устрой тво готово к работе. Настройка поз"оляет за счет установки наружнойтулки 4 в стакан 3, а внутренней, тулки 7 на вал 1 обеспечить соосость их сопряженных поверхностейвыравнить окружные зазоры междуними, а также уплотнить соединениебычным уплотнением 9, применяемым,Ьля герметизацчи соосных соединенийчто дает возможность повысить надежность герметичность и расширить ди.апазон применения уплотнения,В периоц эксплуатации зубчатоймуфты при изменениях несоосностивала втулки 1 и обоймы 2 уплотнениесоединения произвоцится за счет сов"местного поворота радиальных 4 и 5(угловых б и 7) или радиальных 4и 5 и угловых 6 и 7 эксцентриковьхвтулок вокруг их продольной оси относительно друг друга. Поворот эксцентриковых втулок осуществляетсяпод действием силы, возникающей приизменении положения вала втулки 1 относительно обоймы 2 и наличия эксцентриситета в эксцентриковых втулках 5 10 15 20 навливаются вместе с уплотнением 9 в стакан 3 обоймы 2 между валом втулки 1, каждая из которых размещается в отверстии предыдущей эксцентриковой втулки, Установку эксцентриковых втулок 4-7 в требуемое положение ведут путем последовательного поворота радиальных 4 и 5 и угловых 6 и 7 эксцентриковых втулок вокруг своих продольных осей до совмещения оси охватываемой цилиндрической поверхности наружной эксцентриковой втулки 4 с осью стакана 3, а оси охватывающей цилиндрической поверхности внутренней эксцентриковой втулки 7 с осью вала 1. При этом углы поворота эксцентриковых втулок определяются по формулам (3) и (4): для радиальных эксцентриковых втулока 3 ч = агссоя= агссоя --- =69 4 р 2 а 2 4,26 для угловых эксцентриковых втулок 4-7, причем угол поворота эксцентриковых втулок определяется при необходимости по Формулам (3) и (4) . При этом за счет поворота эксцентриковых втулок постоянно обеспечивается соосность охватываемой поверхности и наружной эксцентриковой втулки 4 со стаканом 3, а охватывающей поверхности внутренней эксцентриковой,втулки 7 с валом 1, так как наружная втулка 4 установлена в стакане 3 а внутренняя втулка 6 на вале 1.Зависимость углов поворота эксцентриковь 1 х втулок от радиального или углового смещения осей вала 1 и обоймы 2 приведена в таблице. Вместе с тем за счет наличия несоосности в зубчатой муфте и эксцентриситетов в блоке, благодаря соосности сопряженных с валом и стаканом поверхностей блока исключается его вращение при вращении соединения обеспечивается равномерный окружной зазор между вращающимися элементамн соединения, снижаются местные напряжения действующие на уплотнение, что ведет к повышению надежности и герметичности уплотнения несоосных соединений.90 81,6 72,9 63,8 53,9 48,6 42,6 35,9 28,0 чград Формула изобретения Способ уплотнения соединений с переменной несоосностью вращающихся элементов, при котором между вращающимися элементами для их уплотнения устанавливают блок эксцентриковых втулок, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения 1 О надежности, герметичности и расширения диапазона применения уплотнения за счет исключения вращения эксцентрикового блока, в блок эксцентриковых втулок дополнительно вводят радиальные и/или угловые эксцентриковые втулки, причем уплотняют соединение в период сборки. путем последовательного поворота радиальных или угловых или радиальных и 20 угловых эксцентриковых втулок вокруг своих, продольных осей до совмещения оси охватываемой цилиндрической поверхности наружной эксцентриковой втулки с осью одного из вращающихся 25 элементов, а оси охватывающей цилиндрической поверхности внутренней эксцентриковой втулки - с осью другого вращающегося элемента, а в период эксплуатации при изменении 30 несоосности вращающихся элементов совместно поворачивают радиальные или угловые или радиальные и. угловые эксцентриковые втулки вокруг их продольных осей относительно друг друга до совмещения осей элементов поверхностей блока и вращающихся элементов.2. Устройство для уплотнения соединений с переменной несоосностью вращающихся элементов, содержащее наружный и внутренний вращающиеся элементы, закрытые с торцов крышками с уплотнениями, при этом внутренний вращающийся элемент установлен с возможностью осевого перемещения, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения надежности, герметичности и расширения диапазона применения уплотнения за счет исключения вращения эксцентри кового блока, между вращающимися элементами устанавливают блок эксцентриковых втулок, который содержит радиальные и/или угловые эксцентриковые втулки, каждая из которых размещена с эксцентриситетом относительно друг друга в отверстии предыдущей эксцентриковой втулки, причем охватываемая поверхность наружной эксцентриковой втулки расположена соосно продольной оси стакана, а охватывающая поверхность внутренней эксцентриковой втулки расположена соосно продольной оси вала.11381294 Щук 5 тавитель И. Пащенко Патай ехред М.Ходанич Коррект г едакто 4 писно аказ оизводственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул, Проектная, 4 77/34 Тираж ВНИИПИ Государственног по делам изобретений 113035, Москва, Ж, комитета СССР открытий ушская наб.,