МАНЖЕТНОЕ УПЛОТНЕНИЕ

Предлагаемая полезная модель относится к манжетным уплотнениям подвижных соединений узлов и деталей машин и предназначена для безразборного определения степени износа преимущественно задней шейки коленчатого вала двигателя внутреннего сгорания ДВС).
Одной из наиболее ответственных деталей автомобильных ДВС является коленчатый вал, однако его предремонтная диагностика представляет собой сложную задачу. Например, чтобы определить степень износа задней шейки коленвала автомобильного ДВС требуется снять с автомобиля коробку передач, сцепление, маховик, манжетное уплотнение, не считая множества других узлов и деталей, и только после этого будет возможен доступ к задней шейке для ее непосредственного обзора. При этом необходимость ее ремонта традиционно будет определяться с помощью универсального общеизвестного мерительного инструмента (см., например, Ю.И.Боровских и др. Устройство, техническое обслуживание и ремонт автомобилей. М., «Высш. школам, 1975).
Недостаток традиционных способов диагностики заключается в том, что каждая разборка сопряженных деталей приводит к сокращению срока их службы, в то время как после разборки оказывается, что в ремонте данной детали нет необходимости.
Одним из способов сокращения объемов работ по предремонтной диагностике является увеличение межремонтного пробега, для чего улучшают защиту от внешних воздействий взаимодействующих между собой деталей, в частности совершенствуя конструкцию манжетных уплотнений, см., например, устройства по патентам РФ №2052698, 2319878, МПК F16J 15/32 и др. Однако такой способ не решает стоящую перед ремонтниками главную проблему - безразборная диагностика.
Известно манжетное уплотнение с датчиками информационно-энергетического состояния, содержащее армирующее кольцо, заключенное в резиновый уплотнительный корпус, имеющий профилированную рабочую уплотняющую поверхность с воздействующей на нее кольцевой пружиной. В уплотнительном резиновом корпусе между рабочей уплотняющей поверхностью и кольцевой пружиной помещен горообразный многосекторный датчик механического напряженного состояния, секторы которого, снабженные выведенными за пределы манжеты электрическими соединениями, выполнены из многокомпонентного полимера, обладающего выраженной зависимостью между механическим напряженным состоянием и электрической проводимостью. Поскольку в процессе износа геометрия шейки (ее круглая форма) нарушается, то при вращении коленвала возникает биение круговой поверхности шейки, вызывающее колебательные изменения кривизны рабочей поверхности манжеты, меняющие электрическую проводимость полимерных секторов манжеты, что фиксируется соответствующим регистрирующим прибором (см. патент РФ №2186274, МПК F16J 15/32, 1999.
Известное устройство характеризуется новизной и оригинальностью, однако его в свободной продаже нет и его материальному воплощению препятствуют значительные трудности. Например, в манжете использован многосекторный датчик, секторы которого изготовлены из многокомпонентного полимера и меняют свою электрическую проводимость под воздействием внешних механических и тепловых возмущений. Заявителю не удалось воспроизвести известное устройство даже для проведения эксперимента, поскольку неизвестно, какие полимерные компоненты для секторов должны быть использованы, какова зависимость между величиной деформации секторов и их электрической проводимостью, какова площадь поверхности электродов, встроенных в секторы, на каком расстоянии в соответствующем секторе и как они закреплены, каков оптимальный размер самого сектора, а поскольку каждый сектор является переменным резистором, то без ответов на существенные для работы известного устройства перечисленные вопросы, требующих проведения объемных научно-исследовательских и экспериментальных работ, материальная реализация известного устройства невозможна.
Высоко оценивая полезность известного устройства и оригинальность заложенного в нем решения задачи, заявитель выбрал иной путь ее решения, широко принятый в настоящее время в технике - при передаче информационного электрического сигнала вместо аналогового сигнала использовать дискретный.
Таким образом, перед заявленной полезной моделью была поставлена задача воспроизвести известное устройство с минимальными затратами на его реализацию.
Поставленная задача решается тем, что предложено манжетное уплотнение, содержащее горообразный многосекторный датчик механического напряженного состояния, каждый сектор которого выполнен из упруго деформируемого изолятора и имеет выведенные за пределы манжеты электрические проводники, подключенные к регистрирующему прибору.
Новым в заявленной манжете является то, что в каждый сектор вмонтирована пара нормально замкнутых контактов с возможностью их размыкания под воздействием приложенной к сектору внешней нагрузки.
На чертеже схематически показано заявленное устройство, вид сбоку в разрезе.
Заявленное манжетное уплотнение содержит стальное армирующее кольцо 1, корпус 2, выполняемый из упруго деформируемого изоляционного материала, обычно из бензомаслостойкой резины, имеющий круговую уплотняющую поверхность 3, поджимаемую кольцевой пружиной 4 к рабочей поверхности 5 шейки коленвала. В тело круговой уплотняющей поверхности 3 вмонтирован горообразный датчик механических напряжений, представляющий собой набор секторов 6, распределенных по окружности, в каждый из которых вмонтирована пара упруго замкнутых между собой электрических контактов. От контактов за пределы манжеты выведены электрические проводники 7 и 8, подключенные к регистрирующему прибору 9 (показан условно).
Устройство работает следующим образом.
При вращении коленвала изношенная поверхность 5 будет воздействовать на секторы 6, периодически размыкая контакты (проводники 7 и 8), что будет зарегистрировано прибором 9 (в простейшем случае - обычными электрическими лампочками).