Уплотнение поршня Советский патент 1986 года по МПК F16J15/16 

Изобретение относится к уплотнительной технике и может быть исполь зовано для герметизации подвижных с единений деталей, например поршней, посредством эластичных колец. Цель изобретения повьппение надёжности уплотнения путем создания нескольких зон повышенного давления на эпюре распределения радиального контактного давления между эластичным кольцом и корпусом, а также выполнения кольца с сечением в виде п лукруга, переходящего в прямоугольник. На фиг. 1 показан узел поршня с кольцом; на фиг, 2 - уплотнение с эпюрой распределения контактного да ления. Уплотнение содержит корпус 1 и поршень 2 с кольцевой канавкой 3 пр моугольного поперечного сечения, ог раниченной плоскими боковыми стенка ми 4 и 5 и цилиндрическим концентричным дном 6, В дне 6 выполнена до полнительная компенсационная кольце вая канавка 7, В канавке 3 размещен эластичное, например резиновое, кол цо 8, имекядее в поперечном сечении форму полукруга, переходящего в поя моугольник, прилегающий к канавке 3 по ее боковым стенкам 4 и 5 и дну 6« При этом геометрические размеры .удовлетворяют соотношениям: h г; b 2г; F 5г - 2г (Н-г), где г - радиус круга; h - высота прямоугольнрй части кольца; b - основание прямоугольника, равное иирине кольцевой канавки;Н - глубина основной канавки; F - площадь поперечного сечения дополнительной канавки. Площадь F может иметь различную форму, например прямоугольника, тре угольника, полутора и т.д. Уплотнение работает следующим образом. Эластичное кольцо 8 при сборке в кольцевой канавке 3 поршня.2 с ко пусом 1 упруго деформируется, а поскольку резина практически несжимаема (коэффициент Пуассона близок к 0,5)s радиальная деформация, обеспе чивающая требуемое контактное давле ие между кольцом и корпусом, привоит к перемещению массы кольца 8, которая при этом частично заполняет канавку 3 и дополнительную канавку 7. Поскольку на.практике кольцо 8 выполняется из твердой резины (6090 ед. по ТМ-2), а выступающая из канавки 3 часть кольца 8 составляет, как принято ,цля колец круглого сечения, 0,1-0,4 диаметра полукруглой части кольца 8, то при сборке свободный объем канавок 3 и 7 не заполняется полностью материалом кольца 8. Остаются незаполненными участки 9 и 10 в канавке 3 и участки 11 и 12 в канавке 7. В связи с этим площадь F сечения канавки 7 должна быть не менее величины, определенной по указанной формуле. При этом перекручивание кольца 8 при движении поршня 2 полностью исключается за счет площадей контакта кольца 8 с канавкой 3 по поверхностям 4-6 и с поверхностью канавки 7. На эпюре 13 распределения радиального контактного давления между корпусом 1 и кольцом 8 можно выделить три характерньж участка: участок от начала контакта до дополнительной канавки 7, участок, соответствующий канавке 7, и участок с противоположной стороны канавки 7 до окончания зоны контакта кольца 8 с поршнем 2, Как показано на эпюре 13, в местах резкого изменения радиального размера поперечного сечения кольца 8 и в центральной части кольца 8 наблюдаются области повьппенного давления. Наличие нескольких зон повышенного контактного давления на эпюре 13 приводит при движении поршня в жидкой среде к появлению в зоне трения гидродинамических микроклиньев, что обеспечивает лучшие услоВИЯ для смазывания кольца, уменьшает износ и способствует повышению герметичности уплотнения. Таким образом, предлагаемая конструкция обеспечивает повышение герметичности вследствие нагружения зоны контакта кольца 8 с корпусом 1 по эпюре с максимумами, а также упрощение конструкции кольца 8 и, соответственно, пресс-форьм для его изготовления вследствие выполнения кольца с сечением в виде полукруга, переходящего в прямоугольник. Изготовление кольца 8 может быть обеспече3

но с помощью пресс-формы, сердечник которой выполнен цилиндрической формы, без выступов или впадин сложной конфигурации.

Формула изобретения

Уплотнение поршня, содержащее установленный в корпусе поршень с коль цевой канавкой прямоугольного сечения, в которой размещено эластичное уплотиительное кольцо с противозакру чивающим средством,-о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения надежности уплотнения, проти- 5 канавки поршня,

670864

Бозакручивающее средство выполнено в виде дополнительной компенсационной канавки в дне кольцевой канавки поршня, а в поперечном сечении коль 5 цо выполнено в виде полукруга, контактирующего с корпусом и переходящего в прямоугольник, -высота которого равна радиусу полукруга, а ширина диаметру полукруга и ширине кольцевой канавки, при этом площадь поперечного сечения компенсационной канавки выполнена не менее разности площадей поперечного сечения эластичного кольца и поперечного сечения

Изобретение относится к уплотнительной технике и может быть использовано для герметизации подвижных соединений деталей. Целью изобретения является повышение надежности уплотнения путем создания нескольких зон повышения давления на эпюре распределения радиального контактного давления между эластичным кольцом и корпусом, а также выполнения кольца с сечением в виде полукруга, переходящего в прямоугольник. Эластичное кольцо 8 при сборке в кольцевой канавке 3 поршня 2 с корпусом упруго деформируется, что приводит к перемещению массы кольца 8, которая при этом частично заполняет канавку 3 и дополнительную компенсационную канавку 7, при этом предусмотрено, что площадь поперечного сечения компенсационной канавки 7 не менее разности между площадью поперечного эластичного кольца 8 и площадью поперечного сечения канавки 3 поршня 2. ПеI рекручивание кольца 8 при движении поршня 2 исключается. 2 ил. W

/J

П

Фиг. 2