СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ЩЕТОЧНЫХ УПЛОТНЕНИЙ
MANUFACTURING METHOD OF BRUSH SEALS

Изобретение относится к области машиностроения, в частности, к способам изготовления щеточных уплотнений.
Известно устройство для изготовления щеточных уплотнений описанное в патенте RU 2313021 C1, F16J 15/00, опубл. 20.12.2007 г. Устройство содержит установочные фланцы, закрепленные на планке шарнирного параллелограмма оправки. Устройство снабжено регулирующим оправку фиксатором, а так же съемными стержнями, установленными на планках. Недостатком данного устройства является то, что намотка производится на прямолинейную оправку, что затрудняет в дальнейшем, раскладку намотанного материала в кольцо, также возможно соскальзывание наматываемого материала при намотке под углом к оправке.
Известен способ изготовления щеточного уплотнения, принятый за прототип, при котором материал щетины наматывается на оправку из двух элементов, расположенных с образованием между ними зазора и соединенных друг с другом крепежными элементами, размещение накладок на одном из элементов оправки, фиксацию намотанного материала с накладками и резку материала щетины в зазоре, при этом резку материала щетины осуществляют поочередно с разных сторон оправки, после резки отсоединяют элементы оправки друг от друга и один элемент оправки, соединенный с накладками, используют в качестве элемента щеточного уплотнения (патент RU 2289742 C1, F16J 15/16, опубл. 20.12.2006 г).
Недостаток прототипа состоит в том, что при изготовлении щеточного уплотнения указанным способом, становится затруднительным наматывание материала щетины под углом к радиусу больше 45° из-за опасности его соскальзывание с оправки в процессе намотки, кроме того один элемент оправки, используемый в качестве элемента щеточного уплотнения, приводит к увеличению массы последнего.
Задачей, решаемой данным изобретением, является исключение соскальзывания наматываемого материала при намотке, выдерживание необходимого угла наклона материала щетины и снижение массы щеточного уплотнения.
Указанная задача решается намоткой материала щетины в том числе и проволоки, на фиксирующие элементы оправки по «синусоидной» схеме намотки с необходимым углом р. Способ изготовления заключается в том, что собирают оправку, состоящую из наружного и внутренних элементов, соединенных между собой крепежными элементами, размещают накладку и крепежный элемент на одном из элементов оправки, наматывают материал щетины на фиксирующие элементы. При этом фиксирующие элементы могут быть, например, Т-образными для предотвращения соскальзывания наматываемого материала щетины в процессе намотки. Фиксирующие элементы располагают на внутреннем и наружным элементах оправки по окружностям образующих предварительный внутренний и наружный диаметр щеточного уплотнения, при этом наружный элемент оправки предварительно повернут относительно внутреннего элемента оправки, выдерживается угол намотки β+(3°-5°). Для получения более плотного пакета материала щетины фиксирующие элементы располагаются в шахматном порядке. Намотанный материал щетины уплотняют прижимным элементом оправки с расположенной в нем накладкой причем по мере сжатия производят постепенное ослабление натяжения материала щетины путем поворота наружного элемента оправки на небольшой угол (3°-5°) с одновременным сжатием для лучшего уплотнения. После чего стягивают собранную оправку при помощи крепежного элемента. Намотанный материал щетины обрезают по наружной окружности и удаляют наружный элемент оправки. Далее скрепляют в месте среза материал щетины с накладками, например, сваркой. Разбирают оправку, полученное щеточное уплотнение обрабатывают по внутреннему диаметру.
Сущность изобретения поясняется фиг.1-5:
фиг.1 - схема намотки вариант 1;
фиг.2 - схема намотки вариант 2;
фиг.3 - устройство с намотанным материалом щетины;
фиг.4 - щеточное уплотнение (разрез);
фиг.5 - сечение А-А.
На фиг.1 изображена схема намотки. На плоских поверхностях элементов оправки расположены фиксирующие элементы 1 на внутреннем элементе оправки 4 и 2 на наружном элементе оправки 5, при этом намотку материала щетины 3 производят под углом β+(3°-5°) и необходимым натяжением, так что бы при повороте наружного элемента оправки на 3°-5° получился заданный угол β к диаметру оправки, поочередно, обходя фиксирующие элементы 1 и 2 внутреннего и наружного элемента оправки, двигаясь по кругу (фиг.1), при этом ведется учет необходимого количества рядов материала щетины.
На фиг.2 изображена схема намотки с расположением фиксирующих элементов 1 и 2 в шахматном порядке, принцип намотки аналогичен схеме, описанной выше.
На фиг.3 представлен пример устройства для осуществления способа изготовления щеточного уплотнения, содержащее внутренний элемент оправки 4 с установленными по окружности, например, Т-образными фиксирующими элементами 1, образующих внутренний диаметр материала щетины, наружную обойму 5 с установленными в ней, например, Т-образными фиксирующими элементами 2, образующих наружный диаметр материала щетины. Т-образная форма фиксирующих элементов предотвращает соскальзывание наматываемого материала щетины в процессе намотки. Накладка щеточного уплотнения 6 (фиг.3 и фиг.4), устанавливается на посадочный диаметр внутреннего элемента оправки 4. На внутреннем элементе оправки 4 выполнено отверстие под резьбовую шпильку 7 для стяжки материла щетины. Для предотвращения вращения при намотке внутреннего элемента оправки 4 относительно наружного элемента оправки 5, во внутреннем элементе оправки совместно с наружным элементом оправки выполнено отверстие под стопор 12. На наружном элементе оправки 5 выполнены два резьбовых отверстия, с установленными в них рукоятками 8 для съема и поворота наружного элемента оправки. Прижимная оправка 9 выполнена с посадочным диаметром для установки на ней накладки щеточного уплотнения 10 (фиг.3 и фиг.4). Все собранное устройство и намотанный материал щетины стягивают с помощью гайки 11.
На фиг.4 и 5 представлено готовое щеточное уплотнение.
Предлагаемый способ отличается от известного тем, что намотка осуществляется способом, позволяющим наматывать материал щетины под любым углом к диаметру и тем самым исключить смещение и соскальзывание материала щетины при намотке и обеспечить точно требуемый угол намотки, кроме того уменьшить массу щеточного уплотнения.