КОЛЬЦО ФРИКЦИОННОЕ Российский патент 2002 года по МПК F16J15/34 

Кольцо фрикционное может быть использовано в устройствах, перекачивающих жидкие среды, нефтепродукты, мало агрессивные жидкости с незначительной от 0,1 до 1,00 мм дисперсностью ее загрязнения.

Известно техническое решение по патенту РФ 2105215 см., Бюл. 5 от 20.02.98 [1].

В указанном прототипе имеется графитизированное кольцо с прямоугольной формой сечения, что недостаточно для повышения его рабочих характеристик ввиду возможного проскальзывания его радиальной периферийной поверхности в процессе контакта с подвижным торцом вала турбины рабочего колеса. Это обстоятельство может вызвать после приработки или незначительного износа графитизированного кольца нестабильность в прилегании взаимодействующих между собой поверхностей узла герметизации водяного насоса.

Для устранения подобного недостатка, а следовательно, и повышения технологических возможностей водяных насосов изменено конструктивное и технологическое назначение фрикционного кольца.

Задачей нового технического решения является возможность исключения подобных недостатков, повышение надежности и гарантированного ресурса пробега автомобилей за счет обеспечения нормальной фрикционной равноизнашиваемой поверхности.

Поставленная задача достигается тем, что кольцо фрикционное, состоящее из прессованной графитовой смеси и представляющее собой в сечении прямоугольное геометрическое тело, отличающееся тем, что оно имеет две ступени, составляющие функционально замковую и рабочую части, причем центральное отверстие ограничено отверстием в 17,5 мм с двумя оппозитно расположенными фасками со стороны торцовых поверхностей, при этом рабочий торец представлен кольцевой площадкой с параметром периферийного конического выступа с размером верхнего основания 25 мм, одновременно образующая усеченного конуса наклонена к оси кольца фрикционного под углом в 15^o, а внешний диаметр замковой части кольца фрикционного составляет 34,6 мм, причем прерывающие его форму криволинейные поверхности по высоте выполнены в виде трех криволинейных выемок, обеспечивающих статическую фиксацию положения кольца фрикционного в рабочем состоянии с размером по радиусу в 7 мм и расположением низшей точки криволинейной впадины в 29 мм, с учетом микронастройки координации относительно самоориентируемой фрикционной поверхности, а высота замковой части кольца фрикционного разделена на две составные величины, где высота замковой части выражена параметром в 3,3 мм, а общая высота кольца составляет 4,9 мм, при этом сопряжение конической образующей с основанием замковой части выполнено по радиусу 1,25 мм, одновременно материал кольца фрикционного выполнен из порошка марки ГС-ТАФ-40, а шероховатость поверхности торцов кольца фрикционного максимально составляет 0,4 мкм, причем в процессе испытаний, в течение 10 часов, при удельном давлении на рабочую поверхность кольца фрикционного в 300 КПа (3 кГс/см²) и частоте вращения фрикционной поверхности в 1000 об/мин в течение 2000 часов относительно изнашиваемой поверхности его торца наблюдается износ не более чем в 50 мкм, а частота вращения вала водяного насоса принимается на 10% выше, нежели в реальных условиях эксплуатации, при этом после испытания нагрузки на рабочую поверхность кольца фрикционного не снижаются более чем на 30%.

Графические изображения
Фиг.1 - кольцо фрикционное, профильная проекция;
Фиг.2 - вид в плане на кольцо фрикционное.

Описание заявленного объекта изобретения с учетом отличительных признаков от прототипа [1]
Кольцо фрикционное, состоящее из прессованной графитовой смеси и представляющее собой в сечении прямоугольное геометрическое тело, отличается тем, что:
- имеет две ступени, составляющие функционально замковую и рабочую части;
- центральное отверстие ограничено отверстием в 17,5 мм и двумя оппозитно расположенными фасками со стороны торцовых поверхностей;
- рабочий торец представлен кольцевой площадкой с параметром периферийного конического выступа с размером верхнего основания в 25 мм;
- образующая усеченного конуса наклонена к оси кольца фрикционного под углом в 15^o;
- внешний диаметр замковой части кольца фрикционного составляет 34,6 мм;
- прерывающие его форму криволинейные поверхности по высоте выполнены в виде трех криволинейных выемок, обеспечивающих статическую фиксацию положения кольца фрикционного в рабочем состоянии с размером по радиусу в 7 мм и расположением низшей точки криволинейной впадины в 29 мм, с учетом микронастройки координации относительно самоориентируемой фракционной поверхности;
- высота замковой части кольца фрикционного разделена на две составные величины, где высота замковой части выражена параметром в 3,3 мм, а общая высота кольца составляет 4,9 мм;
- сопряжение конической образующей с основанием замковой части выполнено по радиусу 1,25 мм;
- материал кольца фрикционного выполнен из порошка марки ГС-ТАФ-40;
- шероховатость поверхности торцов кольца фрикционного максимально составляет 0,4 мкм;
- в процессе испытаний, в течение 10 часов, при удельном давлении на рабочую поверхность кольца фрикционного в 300 КПа (3 кГс/см²) и частоте вращения фрикционной поверхности в 1000 об/мин в течение 2000 часов относительно изнашиваемой поверхности его торца наблюдается износ не более чем в 50 мкм;
- частота вращения вала водяного насоса принимается на 10% выше, нежели в реальных условиях эксплуатации;
после испытания нагрузки на рабочую поверхность кольца фрикционного не должны быть снижены более чем на 30%.

Пример выполнения кольца фрикционного
Кольцо фрикционное, состоящее из прессованной графитовой смеси и представляющее собой в сечении прямоугольное геометрическое тело, отличается тем, что:
- имеет две ступени 1 и 2, составляющие функционально замковую 3 и рабочую части 4;
- центральное отверстие 5 ограничено цилиндрической поверхностью диаметром в 17,5 мм и двумя оппозитно расположенными фасками 6 и 7 со стороны торцовых поверхностей 8 и 9;
- рабочий торец 8 представлен кольцевой площадкой с параметром периферийного конического выступа с размером верхнего основания диаметром в 25 мм;
- образующая 10 поверхности усеченного конуса наклонена к оси кольца фрикционного под углом в 15^o;
- внешний диаметр 11 замковой части кольца фрикционного составляет 34,6 мм;
- прерывающие его форму криволинейные поверхности по высоте выполнены в виде трех криволинейных выемок 12-14, обеспечивающих статическую фиксацию положения кольца фрикционного в рабочем состоянии с размером по радиусу в 7 мм и расположением низшей точки 15 криволинейных впадин 12-14 в 29 мм, с учетом микронастройки координации относительно самоориентируемой фрикционной поверхности;
- высота замковой части кольца фрикционного разделена на две составные величины, где высота замковой части 16 выражена параметром в 3,3 мм, а общая высота 17 кольца фрикционного составляет 4,9 мм;
- сопряжение 18 конической образующей с основанием замковой части выполнено по радиусу 1,25 мм;
- материал кольца фрикционного выполнен из порошка марки ГС-ТАФ-40;
- шероховатость поверхности торцов кольца фрикционного максимально составляет 0,4 мкм;
- в процессе испытаний, в течение 10 часов, при удельном давлении на рабочую поверхность кольца фрикционного в 300 KПa (3 кГс/см²) и частоте вращения фрикционной поверхности в 1000 об/мин в течение 2000 часов относительно изнашиваемой поверхности его торца наблюдается износ не более чем в 50 мкм;
- частота вращения вала водяного насоса принимается на 10% выше, нежели в реальных условиях эксплуатации;
- после испытания нагрузки на рабочую поверхность кольца фрикционного не снижаются более чем на 30%.

Промышленная полезность нового технического решения доказана практической апробацией кольца фрикционного в насосах для охлаждения двигателей внутреннего сгорания.

Экономическая эффективность от применения кольца фрикционного доказана его практической востребованностью на внутреннем и внешнем рынках РФ и за рубежом в рамках требований ИСО 9000 и 9001.

Кольцо фрикционное может быть использовано в устройствах, перекачивающих жидкие среды, нефтепродукты, малоагрессивные жидкости с незначительной от 0,1 до 1,00 мм дисперсностью ее загрязнения. Для повышения технологических возможностей водяных насосов изменено конструктивное выполнение фрикционного кольца. Описаны конструктивные параметры кольца. Изобретение повышает надежность и гарантированный ресурс пробега автомобилей за счет обеспечения нормальной фрикционной равноизнашиваемой поверхности. 2 ил.

Кольцо фрикционное, состоящее из прессованной графитовой смеси и представляющее собой в сечении прямоугольное геометрическое тело, отличающееся тем, что оно имеет две ступени, составляющие функционально замковую и рабочую части, причем центральное отверстие ограничено отверстием в 17,5 мм и двумя оппозитно расположенными фасками со стороны торцовых поверхностей, при этом рабочий торец представлен кольцевой площадкой с параметром периферийного конического выступа с размером верхнего основания в 25 мм, одновременно образующая усеченного конуса наклонена к оси кольца фрикционного под углом в 15^o, а внешний диаметр замковой части кольца фрикционного составляет 34,6 мм, причем прерывающие его форму криволинейные поверхности по высоте выполнены в виде трех криволинейных выемок с возможностью обеспечения статической фиксации положения кольца фрикционного в рабочем состоянии с размером по радиусу в 7 мм и расположением низшей точки криволинейной впадины в 29 мм, с учетом микронастройки координации относительно самоориентируемой фрикционной поверхности, а высота замковой части кольца фрикционного разделена на две составные величины, где высота замковой части выражена параметром в 3,3 мм, а общая высота кольца составляет 4,9 мм, при этом сопряжение конической образующей с основанием замковой части выполнено по радиусу 1,25 мм, одновременно материал кольца фрикционного выполнен из порошка марки ГС-ТАФ-40, а шероховатость поверхности торцов кольца фрикционного максимально составляет 0,4 мкм.