Кольцевое контактное уплотнение Советский патент 1981 года по МПК F16J15/16 

(54) КОЛЬЦЕВОЕ КОНТАКТНОЕ УПЛОТНЕНИЕ

Изобрегение относится к машннострое нию, в частности к авиационным двигателям, а именно к уплотнительным устройст вам, применяю шимся в различных машинах И механизмах для устранения перетекания рабочей жидкости, например, смазочного масла, на одной полости в другую, угечкк ,ее во внешнюю среду. Известно кольцевое контактное уплотне ние, содержащее кольцедержатель с разрезными уплотнительными кольцами и втулку, охватьюающую кольца . Недостатком известного устройства является то, что работают они удовлетвс ительно лишь тогда, когда окружная скорость втулки не превышает 6О-вО м/с. При скоростях более 10О м/с набпюдает ся.перегрев колец, который приводит к их чрезмерному изнашиванию и выходу из строя всего уплотнения. Цель изобретения - повышение надежности и продление ресурса уплотнения за счет устранения вазможности нарушения рагаюмерного распределения перепада Давления между кольцами в уплотнении. Указанная цель дост11Гается тем, что на внешней поверхности колец выпал- нены разгрузочные канавка в зоне минимальных контактных напряжений. На фиг« 1 изофажено кольцевое контактное упл огнен ие; на фиг. 2 - разгрузочная канавка на пов хности разрезного уплотнительного кольца. Устройство содержат копьцедержатель 1 с ра езнымв i ушютнвтельнымв кольцами 2 в втулку 3, охватывающую кольца 2, закрепленную на валу. На внешней поверхноств колец выполнены разгрузочные канавки 4. Устрсйство работает след)гю1цвм образом. Для преду1ф жшв8я попадания масла из попосгв Б в полость А кольцо должно прижиматься нГторцу каяавкв втулкв 3. С этой целью создается перепад давления Между полостямв А в Б, причем-давление в полоств А больше, чем в полости Б.

Кроме того, для повышения эффекгивносги работы уплотнения обычно устанавливаются два-три кольца.

Перепад давления между полостями А и Б выбирается нз того расчета, что на каждом кольце (или, вернее, в каждой прорези) давление уменьшается (срабатывает) в результате перетекания воздуха на одну и ту же величину, благодаря чему все кольца прижимаются к втулке 3 с оди наковсй силой.

Однако, в процессе эксплуатации уплотнения особенно; при повышенных окружных скоростях под действием различных факторов, способствующих ПОВЬПиеНИЮ КОЭффИдиента трения ыеясду поверхностями колец и канавок происходит разогрев колец до такой степени, что может произойти смыкание торцов одного из колец в прорези и полная ликвидация зазора. При этом кольцо, у которого будет ликвидирован зазор в сгыке, воспримет на себя весь перепад давления, имеющийся между по-; лосгямн Аи Б, в результате чего сила, прижимающая его к торцу канавки, воз- ; растет в несколько раз, в то время как остальные кольца полностью разгрузятся, ибо силы, действующие по обе отфоны этих колец, сравн;яюТся.

В результате резкого увеличения давления на кольцо температура его под действием тепла, вьшеляемого при трении, также быстро возрастает, что вызовет интенсивный износ либо задир трущихся поверхностей,

Таким офазом, причиной выхода из строя колец является нарушение равномерного распределения перепада давления между ними по длине уплотнешн вследствие ликвидации в стыке одного из колец.

Предупредить появление такой неисправности путем увеличения первотачального зазора в стыке не представляется возможным, ибо чрезмерное увеличение зааора поведет к значительному расходу масла через непрогретое уплотнение, что недопустимо.

Согласно данного изобретения рассмариваемая задача решается путем выполнения разгрузочной канавки для перюпуска воздуха на внешней поверхности уплотнительного кольца.

При надевании кольца на втулку 3 в нем возникают напряжения, имеющие максимальное значение в опасном сечении, расположенном противоположно . На торцах стьпса эти напряжения paBHijf нулю. Поэтому, чтобы не ослабить тело кольца, разгрузочная канавка выделяется на расстоянии 3-5 мм от торца прорези о тем, чтобы обеспечить возможность подпиловки торца кольца при подгсике зазора в стьпсе кольца.

Благодаря наличию разгрузочной канавки исключается перегрузка кольца под действием перепада давления между полостями А и Б даже при полном смыкании торцов кольца.

Технико-экономическая эффективность изобретения заключается в значительном повышения работоспособности кольцевого контактного уплотнения и расширения диапазона изменения параметров его нормальной работы.

Формула изобретения

Кольцевое контактное уплотнение, содержащее кольцедержатель с разрезными уплотнительными кольцами и втулку, сжватьшаюшую кольца, отличающее с я тем, что, с целью повышения эксплуатацисв ной надежности и увеличения ресзфса работы, на внешней поверхности колец выполнены разгрузочные канавки в зоне минимальных контактных напряжений.

Источники информации, принятые во внимание тгри. экспертизе

1. Скубачевский Г. С. Авиационные газотурбинные двигатели. М.,Машинострое.ние, 1974, с. 463.