Торцеве ущільнення вала

1 Торцеве ущільнення вала, що містить необертове кільце тертя і контактуюче з ним ступінчасте обертове кільце тертя, розміщене на валу, поверхня тертя якого виконана на більшому ступені, ущільнюючий елемент з ЗОВНІШНІМ кільцевим нутий за допомогою обтискного елемента до упорної поверхні, наявної на більшому ступені оберто вого кільця тертя, при цьому другий кінець ущільнюючого елемента за допомогою опорної втулки з заплечиком підтиснутий до вала, а також пружний елемент, що взаємодіє одним кінцем з заплечиком, а другим з обтискним елементом, яке відрізняється тим, що на ЗОВНІШНІЙ боковій поверхні меншого ступеня обертового кільця тертя з боку, протилежного контактуючому з упорною поверхнею, виконаний кільцевий поясок, до якого прилягає внутрішня поверхня ущільнюючого елемента 2 Торцеве ущільнення вала за п 1, яке відрізняється тим, що на торці бурта ущільнюючого елемента виконаний кільцевий паз, а внутрішня поверхня ущільнюючого елемента прилягає до кільцевого пояска на обертовому КІЛЬЦІ З натягом Корисна модель належить до області гідромашинобудування, конкретніше до ущільнюючих пристроїв, і може бути використана для герметизації обертового вала заглибного електродвигуна, який застосовується як привод насоса для відкачки рідини із свердловин, колодязів і т д Відоме торцеве ущільнення вала, що містить необертове кільце тертя і контактуюче з ним обертове кільце тертя, розміщене на валу, ущільнюючий елемент, підтиснутий одним кінцем до обертового кільця, а другим - до вала обтискною втулкою з заплечиками, причому обтискна втулка виконана складеною з частин, з'єднаних між собою з можливістю осьового переміщення [Див патент США №4036505, М кл 2F16J15/34, опубл 1977р] З боку вільного кінця частини обтискної втулки, встановленої ближче до обертового кільця, на и циліндричній поверхні є пази, в яких розташовуються упори, виконані на другій частині втулки також з боку вільного кінця Недоліком відомої конструкції можна вважати низьку надійність при тривалій експлуатації В торцевому ущільненні вала механічна МІЦНІСТЬ кріплення ущільнюючого елемента забезпечується його натягом Натяг у процесі експлуатації зникає через старіння еластомеру ущільнюючого елемента, що приводить до його переміщення по валу в осьовому напрямку Крім того, при тривалій експлуатації ущільнення під дією сил деформації, що передаються на частини обтискної втулки, відбувається руйнування пазів і стирання упорів у місцях їхнього контакту При цьому також зменшується підтискання ущільнюючого елемента до вала і можливо його пошкодження, що приводить до порушення герметичності Окрім того, може відбутися зачеплення частин втулки між собою У цьому випадку також відбувається порушення герметичності торцевого ущільнення Відоме торцеве ущільнення вала, описане в [патенті Російської Федерації №20052237, М кл 5 F16J15/34, опубл 1993р] Пристрій містить установлене в корпусі необертове кільце тертя і контактуюче з ним обертове кільце тертя, розміщене на валу Окрім того, пристрій містить ущільнюючий елемент, підтиснутий одним кінцем за допомогою обтискного елемента до обертового кільця, а другим за допомогою опорної втулки з заплечиком до вала, і пружний елемент у вигляді гвинтової пружини, буртом, розташованим на його КІНЦІ, ЯКИЙ ПІДТИС со ю О) який взаємодіє одним кінцем з заплечиком, а другим з обтискним елементом. Обтискний елемент виконаний у вигляді кільця. Обертове кільце тертя встановлене в ущільнюючому елементі, обтиснутому кільцем. Кільця тертя торцевого ущільнення мають різну зносостійкість. В даній конструкції момент обертання вала передається обертовому кільцю кінематичне зв'язаними одне з одним опорною втулкою, гвинтовою пружиною, обтискним кільцем і ущільнюючим елементом. Така взаємодія визначає важкі умови роботи для ущільнюючого елемента, тому що він зазнає постійної деформації скручування, що приводить, в кінцевому рахунку, до його руйнування. Отже, надійність конструкції при тривалій експлуатації недостатня. Окрім того, у відомому пристрої не може бути досягнута гарантована надійність місця з'єднання обертового кільця тертя з ущільнюючим елементом, тому що воно залежить від точності виготовлення вказаних елементів. Найближчим аналогом пристрою, що заявляється, можна вважати торцеве ущільнення вала, описане в [патенті України на корисну модель №1260, М. кл. 7 F16J15/34, опубл. 17.02.2002, бюл. №6]. Відоме торцеве ущільнення вала містить необертове кільце тертя і контактуюче з ним ступінчате обертове кільце тертя, розміщене на валу, поверхня тертя якого виконана на більшому ступені, ущільнюючий елемент з зовнішнім кільцевим буртом, розташованим на його кінці, який підтиснутий за допомогою обтискного елемента до упорної поверхні, що також наявна на більшому ступені обертового кільця тертя. Другий кінець ущільнюючого елемента за допомогою опорної втулки з заплечиком підтиснутий до вала. Пристрій містить також пружний елемент, що взаємодіє одним кінцем з заплечиком, а другим з обтискним елементом. Указані ознаки є спільними з конструкцією, що заявляється. У даній конструкції зовнішній кільцевий бурт ущільнюючого елемента розміщений в ступінчатій кільцевій розточці, виконаній в обертовому кільці тертя, і підтиснутий до кільця пружним елементом через обтискний елемент, також установлений в розточці і закріплений упорним елементом. Упорний елемент для обтискного елемента виконаний у вигляді розпірного кільця, встановленого в кільцевому пазу, що наявний на більшій боковій поверхні розточки обертового кільця тертя. Недоліком відомої конструкції можна вважати її складність і низьку надійність, обумовлену недостатньою механічною міцністю місця з'єднання обертового кільця тертя і ущільнюючого елемента під дією останнього при його механічному переміщенні. В основу корисної моделі поставлена задача створення такої конструкції торцевого ущільнення вала, в якій виключається вплив осьового переміщення ущільнюючого елемента на місце з'єднання його з обертовим кільцем тертя за рахунок використання спеціального замкового з'єднання. Поставлена задача вирішується тим, що в торцевому ущільненні вала, що містить необертове кільце тертя і контактуюче з ним ступінчате обертове кільце тертя, розміщене на валу, поверхня 10954 тертя якого виконана на більшому ступені, ущільнюючий елемент з зовнішнім кільцевим буртом, розташованим на його кінці, який підтиснутий за допомогою обтискного елемента до упорної поверхні, наявної на більшому ступені обертового кільця тертя, при цьому другий кінець ущільнюючого елемента за допомогою опорної втулки з заплечиком підтиснутий до вала, а також пружний елемент, що взаємодіє одним кінцем з заплечиком, а другим з обтискним елементом, відповідно до корисної моделі, на зовнішній боковій поверхні меншого ступеня обертового кільця тертя з боку, протилежного контактуючому з упорною поверхнею, виконаний кільцевий поясок, до якого прилягає внутрішня поверхня ущільнюючого елемента. При цьому на торці бурта ущільнюючого елемента може бути виконаний кільцевий паз, а внутрішня поверхня ущільнюючого елемента може прилягати до кільцевого пояска на обертовому кільці з натягом. Таке з'єднання обертового кільця тертя з ущільнюючим елементом конструктивно є замковим і забезпечує достатню механічну міцність без ускладнення конструкції. Запропоноване торцеве ущільнення вала ілюструється кресленням, де представлений його поздовжній розріз. Торцеве ущільнення містить обертове кільце 1 тертя, розташоване на валу 2, і контактуюче з ним необертове кільце 3 тертя, а також ущільнюючий елемент 4, який виконаний у вигляді сильфона і підтиснутий одним кінцем до обертового кільця 1 за допомогою обтискного елемента 5, а другим до вала 2 за допомогою опорної втулки 6 з заплечиком. Підтискається ущільнюючий елемент 4 пружним елементом 7, наприклад, у вигляді пружини. Обертове кільце 1 тертя виконане ступінчатим, на великому його ступені знаходиться поверхня тертя. З другого боку великого ступеня паралельно поверхні тертя розташована упорна поверхня, яка контактує з зовнішнім кільцевим буртом 8, розташованим на кінці ущільнюючого елемента 4. Кільцевий бурт 8 елемента 4 підтиснутий до кільця 1 через обтискний елемент 5 пружним елементом 7. Обтискний елемент 5 виконаний, наприклад, у вигляді ступінчатої втулки. Його більший ступінь притискає бурт 8 ущільнюючого елемента 4, а менший прилягає до ущільнюючого елемента 4 в частині, що охоплює кільцевий поясок 9, який наявний на зовнішній боковій поверхні меншого ступеня обертового кільця 1 тертя з боку, протилежного контактуючому з упорною поверхнею. Ущільнюючий елемент 4 на кільцевому пояску 9 кільця 1 може бути встановлений з натягом. Опорна втулка 6 також виконана ступінчатою. Ступінь більшого діаметра утворює заплечико, ступінь меншого діаметра встановлений в кільцевій канавці, наявній на зовнішній боковій поверхні частини ущільнюючого елемента 4, яка безпосередньо охоплює вал 2, а середня циліндрична частина опорної втулки зв'язує ступені. Довжина середньої циліндричної частини опорної втулки 6 вибрана з умови одержання площі контакту сильфона з валом, достатньої для досягнення заданого зчеплення вказаних елементів. На торці бурта 8 ущільнюючого елемента 4, що прилягає до упорної поверхні кільця 1, може бути виконаний кільцевий паз 10, який забезпечує більш надійне з'єднання елементів 1 і 4. Необертове кільце 3 тертя ущільнене при установці в корпусі (не показаний) ущільненням 11 В процесі роботи обертальний момент від вала 2 через ущільнюючий елемент 4 передається обертовому кільцю 1 тертя. Пружний елемент 7, упираючись в заплечико втулки 6 та елемент 5, розтягається і, тим самим, здійснює постійний притиск обертового кільця 1 тертя до нерухомого кільця 3 тертя. Одночасно через взаємодію меншого ступеня втулки б та елемента 4 поверхня 10954 останнього притискається до вала 2, забезпечуючи герметичність ущільнення по валу При цьому завдяки надійному обтиску цього кінця елемента 4 за допомогою опорної втулки 6, що має достатню довжину, яка забезпечує необхідне механічне зчеплення, виключається його провертання і обмежується осьове переміщення. З'єднання кільцевого бурта 8 на КІНЦІ елемента 4 з обертовим кільцем тертя 1 під час роботи не зазнає змін при осьових переміщеннях елемента 4, тому що визначається замковим з'єднанням елементів 1 і 4, утвореним за допомогою бурта 8, пояска 9 та обтискного елемента 5. 11 Фіг. Комп'ютерна верстка Н Лисенко Підписне Тираж 26 прим Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул Урицького, 45, м Київ, МСП, 03680, Україна ДП "Український інститут промислової власності", вул Глазунова, 1, м Київ - 4 2 , 01601