ТОРЦЕВОЕ УПЛОТНЕНИЕ Российский патент 1996 года по МПК F16J15/34 

Изобретение относится к уплотнительной технике, в частности, уплотнениям узлов ходовой системы гусеничного транспортного средства.

Известно торцовое уплотнение опорных катков гусеничной машины, содержащее взаимодействующие между собой неподвижное и вращающееся уплотнительные детали, одно из которых выполнено металлическим, другое упругим, причем упругий элемент выполнен армированным и его рабочая кромка взаимодействует с неподвижным кольцом. /а.с. СССР N 1733788, кл. F 16 j 15/34 от 1990 г./.

Недостатком упомянутого уплотнения является недостаточная надежность диафрагмы, которая при эксплуатации гусеничной машины может повреждаться твердыми включениями грунта или изнашиваться абразивом.

Известно торцовое уплотнение опорных катков гусеничной машины, содержащее размещенные в корпусных деталях взаимодействующие между собой неподвижное и вращающееся уплотнительные кольца и размещенные между корпусными деталями и уплотнительными кольцами два эластичных кольца круглого сечения, причем поверхность корпусных деталей, обращенная в сторону уплотнительных колец выполнена в виде усеченного конуса с большим основанием со стороны контакта уплотнительных колец, поверхность уплотнительных колец, обращенная в сторону корпусной детали выполнена конусной, аналогичной поверхности корпусной детали и переходящей с одной стороны в торцовую, оканчивающуюся кольцевой части, перпендикулярной оси уплотнения, а с другой стороны снабженную упорным буртиком. На обращенных друг к другу взаимодействующих сторонах неподвижного и вращающегося уплотнительных колец выполнены рабочие кромки. /пат. CША N 3180648, кл. 277-92 от 24.07.65 г./
Недостатком упомянутого уплотнения является то, что оба уплотнительных кольца изготовляются из высоколегированных дефицитных и дорогих сталей или сплавов, работающие контактирующие поверхности должны обрабатываться с очень высокой точностью, что не всегда может быть обеспечено существующим уровнем производства.

Задачей изобретения является повышение надежности уплотнения при сокращении расхода высоколегированной стали.

Задача решается тем, что вращающееся уплотнительное кольцо выполнено эластичным, армированным жестким каркасом, форма которого выполнена копирующей поверхность уплотнительного кольца, обращенную к корпусной детали, а кольцевая часть каркаса, перпендикулярная оси уплотнения расположена на уровне контакта уплотнительных колец, причем отношение расстояния "а" от рабочей кромки вращающегося уплотнительного кольца до кольцевой поверхности каркаса к высоте "б" рабочей кромки равно 2.2,5 и отношение высоты "б" рабочей кромки к ее толщине "в" равно 0,75.1,25.

На чертеже изображено упомянутое торцовое уплотнение.

Уплотнение содержит неподвижное металлическое уплотнительное кольцо I и вращающееся уплотнительное кольцо 2, взаимодействующие между собой и размещенные в корпусных деталях 3 и 4. Между корпусными деталями 3 и 4 и уплотнительными кольцами 1 и 2 расположены эластичные кольца круглого сечения 5 и 6, служащие нажимными элементами для уплотнительных колец 1 и 2. Поверхности 7 и 8 корпусных деталей 3 и 4 выполнены в виде усеченного конуса с основанием со стороны контакта уплотнительных колец. Поверхности 9 и 10 уплотнительных колец 1 и 2, обращенные в сторону корпусных деталей 3 и 4, также выполнены конусными, аналогичными поверхностям 7 и 8 корпусных деталей 3 и 4. Поверхности 9 и 10 со стороны контакта уплотнительных колец переходят в кольцевые поверхности 11 и 12, перпендикулярные оси уплотнения, а с противоположной стороны снабжены буртиками 13 и 14, служащими для удерживания колец 5 и 6 на кольцах 1 и 2 от спадания с них в состоянии перед сборкой узла уплотнения. На неподвижном кольце 1 выполнена кольцевая рабочая поверхность 15, перпендикулярная оси уплотнения. Вращающееся уплотнительное кольцо 2 выполнено эластичным, например, из резины, армировано жестким каркасом 16. Рабочая кромка 17 уплотнительного кольца 2 выполнена в виде кольцевого выступа, она контактирует с плоской рабочей поверхностью 15 уплотнительного кольца 1. Каркас 16 расположен внутри уплотнительного кольца 2, его форма копирует поверхности 10 и 12, а кольцевая часть 18 каркаса, перпендикулярная оси уплотнения, расположена на уровне контакта уплотнительных колец, т.е. является жесткой опорой рабочей кромки 17.

Для обеспечения надежности уплотнения, в котором применяется контакт плоской металлической поверхности с эластичной рабочей кромкой, важно выдержать оптимальное соотношение между расстоянием "а" от рабочей кромки до части 18 каркаса 16 к высоте "б" рабочей кромки 170 равное 2.2,5, что обеспечивает необходимые упругие свойства рабочей кромки. Кроме того, необходимо выдержать оптимальное отношение высоты "б" рабочей кромки 17 к ее толщине "в", равное 0,75.1,25, что обеспечивает требуемую жесткость и устойчивость рабочей кромки.

Экспериментальные исследования уплотнений по определению выше названных отношений приведены в табл. 1 и 2.

Как видно из табл. 1 и 2 отношения а/б, равное 2.2,5, и б/в, равное 0,75.1,25 обеспечивает максимальный ресурс и 100%-ную герметичность.

Использование: в уплотнительной технике, в частности, в уплотнениях узлов ходовой системы гусеничного транспортного средства. Сущность изобретения: устройство содержит взаимодействующие между собой неподвижное и вращающееся уплотнительные кольца и эластичные нажимные кольца круглого сечения, расположенные между уплотнительными кольцами и корпусными деталями. Вращающееся уплотнительное кольцо выполнено эластичным, армированным жестким каркасом, расположенным внутри уплотнительного кольца. Конфигурация каркаса копирует наружную поверхность уплотнительного кольца, а кольцевая часть каркаса, перпендикулярная оси уплотнения расположена на уровне контакта уплотнительного кольца с другим кольцом. Максимальный ресурс и герметичность обеспечивается при отношении расстояния "а" от рабочей кромки этого кольца до кольцевой части каркаса к высоте "б" рабочей кромки, равным 2...2,5 и отношение высоты "б" рабочей кромки к ее толщине "в", равным 0.75...1,25. 1 ил.

Торцевое уплотнение преимущественно катков гусеничных машин, содержащее размещенные в корпусных деталях взаимодействующие между собой неподвижное и вращающееся уплотнительные кольца и размещенные между корпусными деталями и уплотнительными кольцами два эластичных кольца круглого сечения, причем поверхность корпусных деталей, обращенная в сторону уплотнительных колец, выполнена в виде усеченного конуса с большим основанием со стороны контакта уплотнительных колец, поверхность уплотнительных колец, обращенная в сторону корпусной детали, выполнена конусной, аналогичной поверхности корпусной детали и переходящей с одной стороны в торцевую, оканчивающейся кольцевой поверхностью, перпендикулярной к оси уплотнения, а с другой стороны снабженную упорным буртиком, а на обращенных одна к другой взаимодействующих сторонах неподвижного и вращающегося уплотнительных колец выполнены рабочие кромки, отличающееся тем, что вращающееся уплотнительное кольцо выполнено эластичным, армированным жестким каркасом, форма которого выполнена копирующей поверхности уплотнительного кольца, обращенную к корпусной детали, а кольцевая часть каркаса, перпендикулярная к оси уплотнения, расположена на уровне контакта уплотнительных колец, причем отношение расстояния от рабочей кромки вращающегося уплотнительного кольца до кольцевой поверхности каркаса к высоте рабочей кромки равно 2,0 2,5 и отношение высоты рабочей кромки к ее толщине равно 0,75 1,25.