СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ УПЛОТНЕНИЙ Российский патент 1997 года по МПК C04B35/536 F16J15/16 

Изобретение относится к области металлургии и касается изготовления различных типов сальниковых уплотнений, прокладок, торцевых подшипников, эксплуатирующихся при повышенных температурах и давлениях, а также в агрессивных средах. Изобретение может быть использовано в областях металлургии, тепловой и атомной энергетики, нефтегазовой промышленности, машиностроении, автомобилестроении.

Известен способ изготовления листов из расширенного графита для получения из них уплотнений (Заявка Японии N 1988-252151, кл. С 04 В 30/00, 1988), включающий получение листов путем формовки под давлением гранул расширенного графита в пресс-форме, имеющей поверхность контакта сотовой структуры или прокаткой в валках гранул графита на поверхности горизонтальной плиты сотовой структуры, дополнительную формовку листа и штамповку из полученных листов прокладок и уплотнений. Известный способ обеспечивает повышение прочности на растяжение листов, благодаря созданию в этих листах стpуктуры в виде сот, что повышает эксплуатационную стойкость изготавливаемых из листов уплотнений.

Известен способ изготовления уплотнений, принятый в качестве прототипа, Патент США, N 4068853, кл. 277-102), включающий резку графитовой фольги из терморасширенного графита на полосы и прессование графитовой полосы с предварительной намоткой ее на шток пресс-формы. Известный способ обеспечивает высокопроизводительное серийное получение уплотнений с минимальными отходами. Недостатком способа является недостаточно высокая эксплуатационная стойкость уплотнений, обусловленная недостаточно высокими физико-механическими свойствами материала.

Целью изобретения является увеличение эксплуатационной стойкости уплотнений путем повышения прочностных и упругих свойств материала.

Поставленную цель обеспечивает предложенный способ изготовления уплотнений, который включает получение графитовой фольги прокаткой в валках терморасширенного порошка с разделением поверхностей контакта гибкой пористой лентой с регулярным микрорельефом на поверхности, резку полученной фольги на полосы, гофрирование полос в профильных валках с обеспечение соотношения шага А гофрирования к h расстоянию между гребнями гофров, равного 0,2-20, и прессование гофрированной полосы с предварительной послойной намоткой ее на шток пресс-формы.

Определенный микрорельеф лент обеспечивает при прокатке графитового порошка равномерное распределение его плотности по периметру получаемой фольги, что увеличивает прочностные и упругие свойства фольги, а пористость лент обеспечивает отвод газов при прокатке, что позволяет получить качественную поверхность без раковин, расслоений и других внутренних дефектов.

Гофрирование полос обеспечивает благоприятное распределение схемы напряженного состояния материала, разноименное по напряжениям, что дополнительно улучшает физико-механические свойства материала, т.е. прочностные и упругие свойства материала. Кроме того гофрирование при последующем прессовании обеспечивает надежное сцепление слоев друг с другом, их взаимное проникновение, что также влияет на улучшение физико-механических свойств уплотнений.

На фиг. 1 представлена схема получения графитовой фольги; на фиг. 2 - полоса после гофрирования; на фиг. 3 схема прессования гофрированной полосы.

Изготовление уплотнений осуществляют следующим образом.

Из бункера 1 подают, прошедший терморасширительную обработку графитовый порошок в валки 2, охваченные гибкими пористыми лентами 3 с регулярным микрорельефом на поверхности. Полученную фольгу режут на полосы. Полосы гофрируют с обеспечением соотношения A/h=0,2-20, где А шаг гофрирования, мм, h расстояние между гребнями гофров, мм. Далее осуществляют прессование гофрированной полосы 4 с предварительной намоткой ее на шток 5 пресс-формы.

Ниже приведены примеры конкретного получения уплотнений в виде колец с наружным диаметром D_n= 32 мм, внутренним диаметром Д_вн=22 мм и высотой h=5 мм.

Пример 1.

Терморасширенный графит марки ГСМ-1 подают в прокатные валки, охваченные лентами их ткани технической ТСВМ. Полученную фольгу толщиной 0,05 мм режут на полосы шириной 35 мм, полосы гофрируют с обеспечение соотношения A/h=0,2, далее полосу наматывают на шток пресс-формы и осуществляют прессование с удельным давлением 250 кгс/см².

Пример 2.

Терморасширенный графит марки ГАК-1 подают в прокатные валки D=300 мм, охваченные гибкими лентами в виде ткани технической ТСВМ. Полученную фольгу толщиной 0,5 мм режут на полосы шириной 35 мм, полосы гофрируют с обеспечение соотношения A/h=20, затем полосу наматывают на шток пресс-формы и осуществляют прессование с удельным давлением 250 кгс/см².

Пример 3.

Терморасширенный графит марки ГСМ-1 подают в валки D=300 мм, охваченные лентами из ткани технической ТСВМ. Полученную фольгу толщиной 0,25 мм режут на полосы шириной 35 мм, полосы гофрируют с обеспечением соотношения A/h= 0,15, полосу наматывают на шток пресс-формы и осуществляют прессование с удельным давлением 250 кгс/см².

Пример 4.

Терморасширенный графит марки ГТ-1 подают в валки D=300 мм, охваченные лентами из ткани технической ТСВМ. Полученную фольгу толщиной 0,7 мм режут на полосы шириной 35 мм, полосы гофрируют с обеспечением соотношения A/h=22, затем полосу наматывают на шток пресс-формы и осуществляют прессование с удельным давлением 250 кгс/см².

Из таблицы следует, что уплотнения в примерах 1 и 2 имеют в 2 раза выше прочность при сдвиге и при разрыве по сравнению с прототипом, а также в 2 раза выше восстанавливаемость формы после снятия нагрузки.

Уплотнения в примерах 3 и 4 имеют параметры близкие с прототипом, из чего следует, что гофрирование, особенно при обеспечении оптимального соотношения A/h значительно влияет на прочностные и упругие свойства материала уплотнений.

Технико-экономический эффект предложенного способа состоит в том, что полученные этим способом уплотнения обладают способностью сохранения стабильности формы при резких перепадах температур, высокой герметичностью, они химически инертны при контакте с агрессивными средами, экологически чисты при использовании.

Использования: металлургия, тепловая и атомная энергетика, нефтегазовая промышленность, машиностроение и автомобилестроение. Сущность изобретения: получают графитовую фольгу прокаткой порошка графита, прошедшего терморасширительную обработку в валках, с разделением поверхностей контакта гибкими пористыми лентами с регулярным микрорельефом на поверхности, полученную фольгу режут на полосы, каждую полосу гофрируют с обеспечением соотношения шага гофрирования к расстоянию между гребнями гофров, равного 0,2-20, и далее осуществляют прессование графитовой полосы с предварительной послойной намоткой ее на шток пресс-формы. 3 ил, 1табл.

Способ изготовления уплотнений, включающий резку фольги из терморасширенного графита на полосы, гофрирование и прессование графитовой полосы с предварительной послойной намоткой ее на шток пресс-формы, отличающийся тем, что фольгу получают прокаткой порошка графита в валках с разделением поверхностей контакта гибкими пористыми лентами с регулярным микрорельефом на поверхности, а гофрирование проводят с обеспечением соотношения шага гофрирования к расстоянию между гребнями гофров, равного 0,2 20.