Установка для исследования уплотнений вращающихся валов Советский патент 1983 года по МПК F16J15/00 

1.1

Изобретение относится к уплогинтельной технике и может быть использовано для проектирования и исследования торцовых уплотнений вращающихся валов.

Известна установка для исследования уплотнений, включающая привод, исследуемые кольца трения, нагружающее устройство, испытательную камеру и контрольно-измерительную аппаратуру. Соосно с камерой установлен насос..

Для более точного испытания и исключения случайных факторов испытывается несколько пар трения 11 .

Однако установка слолсна в изготовлении и обслуживании. Для регулировки нагрузки необходима разборка установки. Идентичность испытаний для каждой пары грения практически достигнуть нельзя. Погрещность измерений на каждой паре трения складь1вается в общую погрешност измерений. Сравнительное испытание пар трения не может дать точных данных.

Цель изобретения - повышение точности измерений, возможности проведения сравнительного испытания пар трения из различных материалов и упрощение конструкции уста.новки.

Указанная цель достигается тем, что в установке для исследования уплотнений вращаклцихся валов, включающей привод, исследуемые кольца трения, вторичные уплотнения, центровочные кольца, нагру жающее устройство, содержащее упор, аксиально-подвижную втулку и контрольно-измерительную аппаратуру, .два кольца трения, установленные через вторичны уплотнения с обеих сторон вращакнцегося или невращакщегося центровочного, кольца, образуют вращающийся или невращаю шийся блоки трения, которые установлены на валу друг за другом в пакет с возможностью аксиального перемещения, между валом и внутренними поверхностям блоков образована испытательная камера, с обеих сторон пакета невращающихся блоков установлены вращающиеся кояьца трения, опирающиеся через вторичные уплотнения - одно в упор, а другое в аксиально-подвижную втулку, соединенную через вторичное уплотнение с другим упором, а упоры герметизированы по ва- лу, вокруг вала расположены щтанги, установленные посредством втулок в корпусах подщипников, при этом вращающиеся блоки трения центрированы по валу и удерживаются от проворота на валу, а невращающиеся блоки трения устано&лены и центоировакы по щтангам, невра622

шающиеся центровочные кольца снабжены крошитейнами, связаннями с приборами, определяющими усилие трения.

Внутренний и наружный диаметры втулок, в которые установлены штанги, выполнены с э.ксцентриситетом.

Торцовые поверхности концевого вра- щаюцегося кольца трения и касающегося его упора выполнены неперпендикулярными относительно ори вала.

Последовательное соединение блоков трения в пакет с возможностью их осево го перемеахения позволяет обеспечить

идентичное нагружение каждой пары тре-. ния. Установка колец трения через вторичные уплотнения в центровочные кольце, которые не герметизированы по валу и не установлены герметично в корпус,

устраняют влияние на измерение сил г рения вторичных уплотнений, что повышает точность измерений, значительно упрощает конструкцию установки. Это приближает работу установки к реальным условиям

работы уплотнений. . .

Установка с обеих сторон пакета блоков трения после невращающегося блока вращазощегОся кольца трения, опирающегося через вторичные уплотнения.в упор

и аксиальнО-подвижную втулку, которая через вторинное уплотнение соединена с упором, а упоры герметизированы по валу, обеспечивает идентичность нагружения конструкции и работы концевых пар

трения, Эго обеспечивает между- валом и внутренними поверхностями блоков трения образование испытательной камеры.

Установка аксиально-подвижной втулки между кольцом трения и упором через

вторичное уплотнение, которое может быть устанонгеено на различном диаметре, определяет установочный коэффициент гид равлической нагрузки, одинаковый для всех пар трения,, что также повышает точность

измерения.

Центровка вращающихся блоков трения на валу и ыевращаютихся блоков трения По усганов); енным во .втулках с зазором щтангах позволяет обеспечить точную центровку ЕЩОКОВ трения. Установка штанг по которым центрированы невращающиеся блоки трения, во втулках с зазором обеспе-чивает поворот штанг вокруг своей оси при работе: установки, что обеспечивает увеличение точности при замере момента на невращакнцемся блоке трения, когда этот блок прокатывается по щтангам на небольшой угол до нагружения прибора. Установка на невращакнцемся центровочном кольце кронштейна, связанного с приборами, определяющими усилие, дает возможность определить момент трения отдельно на каждом блоке трения что важно при сравнительном испытании пар трения из разных материалов и различной конструкции. Выполнение торцовых поверхностей концевого вращающегося кольца трения и касакяцегося его упора неперпендикудярными относительно оси вала позволяет,поворачивая и закрепляя эти детали относительно друг друга, имитировать перекос блоков трения, встречакяцихся в реальных уплотнениях. Выполнение внутpeifflero и наружного диаметров втулок, в которых установлены штанги, с эксцен рнситетом позволяет имитировать смещения осей блоков гренняотносительнодруг друга, встречакщихся в реальных уплотнениях. Ошибка при измерении контролируемы величин делится на количество пар трени чтодает значительную точность измерения. Чем больше количество исследуемых пар трения, тем выше точность измерения. Установка позволяет осуществлять сбор утечек от каждой пары трения, производить непосредственный визуальный i обзор работы каждой пары трения, что важно при пусковых и остановочных режи мак работы пар трения и при сравнительном исследовании пар трения из различных .материалов и различной конструкции. На фиг. 1 показана установка, разрез на фиг, 2 - разрез А-А на фиг, 1; на фиг, 3 - разрез Б-Б на фиг, 1, Установка состоит из вала 1, установленного в подшипниках 2, В корпусах подшипников 3 установлены втулки 4, в которых помещены штанги 5. Упор 6 установлен на валу 1, В него упирается ; упор 7, Соприкасающиеся торцовые поверхности В выполнены неперпендикулярными o ocитeльнo оси вала 1, Черюз вторкчные уплотнения 8 во вращающиеся центровочные кольца 9 и невращаклциеся центровочные кольца 10 установлены кольца 11 трения. Вращающееся центровочное кольцо 9 и два кольца 11 трения, устаноЕленные, в него через вторичные уплотнения 8, образуют вращаклдийся блок 12 трения. Невращаклцееся центровочное кольцо 10 и два кольца 11 трения, установленные в него через вторичные уплотнения 8 образуют невращающийся блок 13 трения, Последовательн.ое соединение вращающихся и невращающихся блоков трения образует пакет 14, устанавливаемый на вал 1, Этот пакет 14 упирается через кольцо 11 трения в упор 7.С другой стороны .пакета после кольца 11 трения устанавливается аксиально-подвижная втулка 15, В ней установлено вторичное уплотнение 16, определяющее коэффи)циент. гидравлической нагрузки всех пар трения, Аксиал.но-подвижная втулка 16 соединена с упором 17, В упоре 17 установлены пружины 18, Поджатие пружин 18 осуществляется ксиьцом 19 через бодты 20, установленные в упоре 17, От проворота ксяьца 11 трения в центре- Явочных кольцах 9 и .10, в упорах 7 и 17 удерживаются щтифта и 21, Наружный и внутренний диаметры бтулок 4 выполнены эксцентриситетом, В кольцах 11 трения установлены трущиеся вставки 22, В двух невращающихся ценгровочных кольцах 1О выполнены отверстия Г и Д для подвода и отвода уплотняемой среды. Между валом и внутренними поверхностями блоков трения образована испытательная камера 23. На невращающихся центровочных кольцах установлены кронштейны 24, связанные с приборами 25, определяющими усилие. Установка работает следующим образом. Болтами 2О через кольцо 19 осуществляется сжатие пружин 18 до определенной нагрузки. Эта нагрузка одинакова для всех исследзэмых пар трения. В камеру 23 через отверстие Г подается исследуемая среда. Через отверстие Д среда отводится, обеспечивая охлаждение пар трения. Невращающиеся центровочные кольца 10 под действием силы трения проворачиваются по проворачивающимся штангам 5 на небольшой угол. Прибор 23, .связанный с кронштейном 24, установленным на невращаюшемся центровочном кольце 1О, показывает усилие, развиваемое на парах трения. Штанги 5, установленные во втулках 4 с зазорам, обеспечивают проворачивание штанг 5 вокруг своей оси, что уменьшает ошибку при измерении, Лля ::- итации перекоса вала относительно корпуса в уплотнениях торцовые поверхности упоров 6 и 7 выполнены неперпендикудярными относительно оси вела. Поворот одного упора относительно другого обеспечивает заданный перекос нсспе- дуемь1Х пар грения. Наружный и внутренний диамегры втулок 4 выпсинены с эксцвнтрисигвг«. Поворот втулок 4, в которых установлены штанги 5 на определенный угол, обеспечивает определенное смещение колец трения. Возможна установка подшипников с одной стороны испытываемых пар трения. Тогда конструкция установки и работа на ней значи твльно упрощается, особенно при рборке и разборке. Но при этом должна снизитьА. f2 9 21 /J 0 22 фигЛ

ся точность измерений из-ва биения консояьно распоп оженнрго вала.

Таким образом, технико-акономичес- кий эффект изобретения заключается в повьплёнии точности измерений, в возможности сравни тельного испытания пар трения из разяичных материалов и различной конструкции. Испытания Могут быть вы полнены на установке для колец трения различного диаметра. . , Л

&2б

фи.З

1. УСТАНОВКА ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ УПЛОТНЕНИЙ ВРАЩАЮЩИХСЯ ВАЛОВ, включающая привод, исследуемые кольца трения, вторичные уплотнения, центровочные кольца, нагружающее устройство, содержащее упор и аксиально-подвижную втулку, контрольно-измерительную аппаратуру, отличающаяся тем, что, с целью повышения точности измерения, возможности проведения сравнительного .испытания пар трения из различных материалов и упрсяцения конструкции установки, два кольца трения, установленные через вторичные уплотнения с обеих сторон вращаклцегося или не вращающегося центровочного кольца.об- (разуют вращающийся или неврашающийся блоки трения, которые установлены на валу друг за другом в пакет с возможностью аксиального перемещения, между валом и внутренними поверхностями блоков образована испытательная камера, с обеих сторон пакета после невращающихся блоков установлены вращающиеся ксэтьца трения, опирающиеся через вторичные . уплотнения - одно в упор, а другое в аксиально-подвижную втулку, соединенную через вторичное уплотнение с другим : упором, а упоры герметизированы на валу, вокруг вала расположены штанги, установленные посредством втулок в корпусах подшипников, при этом вращающиеся блоки трения центрированы по валу и удерживаются от проворота на валу, а невращающи- Р еся блоки установлены и центрированы W по щтангам, невращающиеся центровочные кольца снабжены кронштейнами, связанными с приборами,,определяющими усилие трения, 2.Установкапо п. 1, о тли ча ю - щ а я с я тем, что внутренний и наруж, ный диаметры втулок, в которые устан« в лены штанги, выполнены с эксцентриси; тетом, 3,Установка по пп. 1 и 2, о т л и чающаяся тем, что торцовые поверхности концевого вращающегося кольца трения и касающегося его упора выполнены неперпендикулярными относительно оси вала.