САЛЬНИКОВАЯ КРЫШКА

Полезная модель относится к деталям машин и механизмов и может быть использовано для герметизации гидроцилиндров различного назначения.
С этой целью на торцах гидроцилиндров устанавливаются специальные сальниковые крышки, через отверстия которых проходит шток поршня, что способствует созданию необходимого давления в цилиндре и исключает утечку рабочей жидкости (например, масла). В качестве сальниковой крышки могут использоваться фланцы, особенности конструкции которых описаны, например, в книге П.И.Орлова «Основы конструирования», М., «Машиностроение», 1988, кн. 2, с.200-2006.
Известно устройство стопорения регулировочного винта, содержащее неподвижный корпус, верхняя часть которого выполнена в виде втулки с отверстием, через которое проходит регулировочный винт, причем втулка расположена эксцентрично относительно оси этого винта (см. а.с. СССР №969993, кл. F16B 39/12, опубл. в БИ №40, 1982). Однако это устройство непригодно в качестве сальниковой крышки гидроцилиндра.
Наиболее близким аналогом к заявляемому объекту является сальниковая крышка (стальной фланец), приведенный в «Справочнике металлиста» под ред. Н.С.Ачеркана, т.3, кн. 2, М., Машгиз, 1958, с.148-149.
Эта крышка содержит отверстие для прохождения цилиндрического штока (вала) и крепежные отверстия и характеризуется тем, что она содержит втулку, выполненную как одно целое с цилиндрическим основанием и в виде усеченного конуса. Недостатком такой крышки является относительно большая ее металлоемкость, что в случае изготовления ее из бронзы, повысит производственные затраты.
Технической задачей настоящей полезной модели является сокращение производственных затрат за счет уменьшения расхода дорогостоящей бронзы.
a1
a2
Для решения этой задачи сальниковая крышка гидроцилиндра, содержащая отверстие для прохождения штока и крепежные отверстия, выполнена разъемной состоящей из стального фланца с крепежными отверстиями и отверстиями для штока и из бронзовой цилиндрической втулки с аналогичным отверстием, соосным с отверстием фланца, при этом контактная поверхность фланца прошлифована с образованием микронеровностей средней высоты R=0,32...0,63 мкм, а контактная с ним поверхность втулки прошлифована с образованием R=1,3...2,5 мкм и втулка может быть выполнена из бронзы АЖ 9-4, а фланец - из стали 30 или 35.
Сущность заявляемого технического решения состоит в разделении сальниковой крышки, укрепляемой на торце гидроцилиндра, на две детали, одна из которых (втулка) выполнена из бронзы, а другая - из стали. При этом контактные (смежные) поверхности этих деталей имеют разную шероховатость что улучшает их «сцепление» (и герметичность).
Действительно, так как стальной фланец имеет несколько большую твердость, чем бронзовая втулка, а шероховатость (средняя высота микронеровностей) его контактной поверхности меньше, чем у такой же поверхности втулки, - фланец будет при работе гидроцилиндра неизбежно «сглаживать» более мягкую поверхность втулки, что улучшит взаимное прижатие этих деталей, т.е. герметичность всего узла.
Предлагаемая сальниковая крышка показана на фиг.1 (в сборе).
Стальной фланец 1, имеющий в плане вытянутую форму, содержит два крепежных отверстия 2 диаметра d и отверстие 3 диаметра D для штока гидроцилиндра (принципиально фланец может быть круглым и иметь другое количество отверстий). Фланец сопряжен при сборке с цилиндрической втулкой 4, в центре которой выполнено отверстие 5 для штока с диаметром D. На внешнем (на фиг.1 - верхнем) торце 6 втулки выполнены технологический скос 7.
ф
н
вт
a2
a1
Размеры деталей: длина фланца L, ширина В и его высота Н; наружный диаметр втулки D, ее высота Н. Контактные поверхности 8 втулки и фланца имеют разную шероховатость, соответственно, R и R.
При работе втулка упирается внешним торцом 6 и скосами 7 в наружный корпус гидроцилиндра, а степень ее поджатия к корпусу регулируется крепежными шпильками, входящими в отверстия 2 фланца, что и обеспечивает требуемую герметичность узла «фланец - втулка».
Опытную проверку предлагаемой сальниковой крышки осуществляли на одном из гидроцилиндров привода толстолистового стана горячей прокатки ОАО «Магнитогорский металлургический комбинат».
С этой целью испытывались цельные бронзовые крышки и раздельного исполнения, выполненные (во втором случае) из разных материалов и с различной шероховатостью контактных поверхностей втулки и фланца.
a1
a2
a1
а2
Наилучшие результаты (минимальные производственные затраты) получены при использовании заявляемого устройства. Отклонения от рекомендуемых его параметров ухудшали достигнутые показатели. Так, при одинаковой шероховатости контактной поверхности (R=R), а также при R>R, герметичность узла была недостаточной, что приводило к утечкам масла из гидроцилиндра и, следовательно, к повышению производственных затрат. К аналогичному результату (утечке масла) привело и использование втулок из стали.
Так как гидроцилиндр привода работал при повышенных температурах, то наиболее целесообразным оказалось использование безоловянистой бронзы для материала втулки. Рекомендуемый материал втулки, а также фланца обеспечил отсутствие утечек масла благодаря полученному сочетанию поверхностной твердости этих деталей.
Эксплуатационные характеристики цельной бронзовой крышки оказались не лучше, чем у предлагаемой, но стоимость ее была значительно выше, что привело к росту производственных затрат. Таким образом, опытная проверка показала приемлемость найденного технического решения для достижения
поставленной цели и его преимущество перед известным объектом, взятым в качестве ближайшего аналога (см. выше).
Технико-экономические исследования, проведенные в ОАО «ММК» показали, что применение устройства по настоящему изобретению позволит снизить производственные затраты при изготовлении сальниковых крышек и их эксплуатации в гидроцилиндрах различного назначения почти в 2,5 раза, что приводит к соответствующему снижению себестоимости продукции (если гидроцилиндры используются в приводах машин и механизмов для обработки металла, например, - прокатных станов).
Пример конкретного выполнения
Сальниковая крышка гидроцилиндра привода толстолистового стана горячей прокатки имеет вид показанный на фиг.1 (см.).
ф
вт
н
Материал фланца - ст.35, втулки бронза АЖ 9-4. Размеры втулки и фланца: L=190 мм, В=120 мм, Н=40 мм, Н=30 мм, D=80 мм, D=50 мм, d=32 мм.
a1
а2
Поверхность фланца, контактирующая с втулкой, выполнена с шероховатостью R=0,5 мкм, а аналогичная поверхность втулки - с R=2 мкм, что соответствует 8 и 6-му классам шероховатости по ГОСТ 2784.