ТОРЦОВО-РАДИАЛЬНОЕ МАНЖЕТНОЕ УПЛОТНЕНИЕ Российский патент 2001 года по МПК F16J15/32 F16J15/34 

Изобретение относится ко всему машиностроительному комплексу, в первую очередь к строительно-дорожному, сельскохозяйственному, автотранспортному, лесоповалочному, бронетанковому, станкостроению и другим отраслям машиностроения, и может быть использовано, в частности, для катков и трансмиссий гусеничных ходов землеройных и строительно-дорожных машин.

Известно торцевое уплотнение, включающее два рабочих и два упругих элемента, причем каждый из последних служит как для поджима, так и для уплотнения (патент США N 3180648, кл. 277-92). Упругие элементы выполнены здесь в виде круглых колец, установленных с натягом в полости, образуемой наружными поверхностями рабочих элементов и внутренними поверхностями корпуса уплотнения.

Известны также манжеты резиновые армированные для валов по ГОСТ 8752-79, содержащие однокромочную уплотняющую губу и жесткий каркас.

Эти уплотнения обладают существенными недостатками: недостаточной герметизацией, малым сроком службы, сложностью и дороговизной изготовления, необратимыми изменения в упругих элементах, проявляющимися при старении резины, и, как следствие, разгерметизацией уплотняемого узла.

Цель предлагаемого изобретения состоит в создании уплотнения, аккумулирующего в себе лучшие герметичные свойства перечисленных выше прототипов и полностью устраняющего их недостатки, кардинально повышающего надежность и ресурс, улучшающего удобство монтажа и обслуживания, увеличивающего степень герметизации подшипниковых узлов, существенно уменьшающего стоимость производства.

Кроме того, размеры предлагаемых уплотнений (в сжатом состоянии), требования к сопряженным деталям и монтажу манжет соответствуют ГОСТ 8752-79 "Манжеты резиновые армированные для валов", и позволяют также легко адаптироваться к стандартам на аналогичные манжеты ведущих промышленных стран - США, Канады, Европы, Азии, Японии, Южной Кореи, Израиля, Австралии и других.

На фиг. 1 изображено торцово-радиальное манжетное уплотнение.

Торцово-радиальное манжетное уплотнение предназначено для надежной герметизации зазора между поверхностями А и Б неподвижной детали 1 и расточкой во вращающейся детали 2 и отделения полости "а", из которой пыль, грязь и другие абразивные частицы стремятся проникнуть в защищаемую полость "б".

Торцово-радиальное манжетное уплотнение представляет собой манжету кольцеобразного вида, периферийная посадочная часть 3 которой запрессована в расточку детали 2. Кольцеобразная часть манжеты плавно переходит в тарельчатую упругую диафрагму 4, на которой расположены две выступающие уплотнительные контактные губы 5 и 6. Торцовая контактная губа 5 прижата к торцовой части уплотняемой поверхности А упругой диафрагмой 4 с завулканизированным в нем металлическим каркасом 7. Одновременно радиальная губа 6 прижата к радиальной части уплотняемой поверхности Б детали 1 браслетной пружиной 8.

Торцовая контактная губа 5 представляет собой многокромочную уплотнительную кольцеобразную поверхность, скользящую по торцу неподвижной детали 1 или внутреннему кольцу подшипника.

На фиг. 2 внешняя часть 9 губы 5 представляет собой кольцевой износостойкий торец звездообразной пластинчатой или проволочной пружины 7, завулканизированной в резиновую манжету, который при вращении по закаленной и шлифовальной поверхности А очищает последнюю от пыли, грязи, льда и других абразивных наростов, являясь скребком-грязесъемником, и одновременно совместно с эластичной губой осуществляет первичное уплотнение. А внутренняя, выступающая вперед, эластичная часть 10 губы 5 при осевом поджатии первая соприкасается с поверхностью А, осуществляя основное торцовое уплотнение, а затем, по мере поджатия, вступает в контакт и резинометаллическая внешняя часть 9 губы 5. Постоянный осевой поджим контактных частей 9 и 10 губы 5 к торцовой поверхности А осуществляется звездообразной пластинчатой или проволочной пружиной 7, завулканизированной в резиновую диафрагму 4 уплотнения.

При этом пружина 7 представляет собой единый узел или деталь, выполняющую несколько важнейших функций: первичного скребка-уплотнителя по торцу поверхности А, непосредственно монтажного каркаса и упругой звездообразной тарельчатой пружины, компенсирующей релаксационные и гистерезисные потери мягкого резинового элемента - диафрагмы 4.

Проникшие через торцовое уплотнение абразивные частицы задерживаются вторичным уплотнением - радиальной губой 6.

Работает манжета следующим образом: грязь сначала счищается и задерживается резинометаллическим грязесъемником 9 (что особенно ценно при отрицательных температурах), затем, проникая дальше, защищается от проникновения по торцу мягкой частью 10 губы 5, а все же проникшие частицы запираются мягкой губой 6, работающей в радиальном направлении. Мягкая губа 6 очень гибко связана с тарельчатой диафрагмой 4 через связку 11, что позволяет сохранить высокую степень герметизации даже при очень больших радиальных биениях и перекосах детали 2.

Надо отметить, что контактные поверхности мягких губ, как торцовых, так и радиальных, могут быть многокромочными и иметь клиновидный или синусоидальный профили, которые при вращении способствуют образованию гидродинамического эффекта (напора), обеспечивающего постоянное поступление смазки в зону трения губ, снижающую трение, тепловыделение и повышающую ресурс работы уплотнения.

И последнее, конструкция торцово-радиального манжетного уплотнения допускает некоторые варианты рабочего исполнения, вытекающие из конкретных конструкций и условий эксплуатации уплотняемых подшипниковых узлов.

Изобретение относится к машиностроительному комплексу и позволяет усовершенствовать конструкцию уплотнений. Торцово-радиальное манжетное уплотнение представляет собой контактную резинометаллическую манжету кольцеобразного вида, включающую в себя элементы как торцевого, так и радиального уплотнений. Периферийная посадочная часть манжеты плавно переходит в тарельчатую упругую диафрагму с завулканизированной в нее звездообразной пластинчатой или проволочной пружиной. Манжета имеет две уплотнительные кромки, из которых торцевая кромка прижата упругой резинометаллической диафрагмой, а радиальная - браслетной пружиной. Технический результат - снижение трения, тепловыделения, повышение ресурса работы уплотнения. 2 ил.

Торцово-радиальное манжетное уплотнение, в частности ходовых систем и трансмиссии строительно-дорожных машин, представляющее собой резинометаллическую манжету, включающую в себя элементы торцевого и радиального уплотнений, отличающееся тем, что конструктивно представляет собой цельную комбинированную компактную манжету с тарельчатообразной упругой диафрагмой, на выступах которой расположены две уплотнительные многокромочные контактные губы - торцевая и радиальная, при этом торцевая контактная губа состоит из внешней резинометаллической части, которая производит грубое первичное уплотнение, и внутренней, выступающей вперед, эластичной части, торцевая губа, соприкасаясь с уплотняемой поверхностью, осуществляет основное торцевое уплотнение под действием постоянного осевого поджатия, осуществляемого резиновой диафрагмой с завулканизированной в нее звездообразной пластинчатой или проволочной пружиной, многокромочная радиально-контактная губа связана с диафрагмой посредством гибкой связки.