Уплотнение торцевое графитовое

Полезная модель относится к области авиационного двигателестроения, а именно к уплотнениям масляных полостей, и может применяться в коробках приводов агрегатов, в роторах малоразмерных двигателей и в уплотнениях редукторов.
Известна конструкция торцевого уплотнения (ОСТ 1 13792-88), содержащего корпус, контактное и антифрикционные кольца, уплотнительное резиновое кольцо, установленное в корпус коробки и контактирующее с корпусом уплотнения.
Также же известна конструкция графитового уплотнения (патент № 2561809, МПК F16J15/30, опубл. 10.09.2015), содержащего корпус уплотнения, контактное графитовое кольцо, пружину, кольцо контактное, установленное на валу и контактирующее с контактным графитовым кольцом.
Недостатками данных конструкций уплотнений являются:
большие габаритные размеры при одинаковом диаметре уплотняемого вала - уплотнение графитовое по ОСТ 1 13792 - 88 имеет габаритные размеры (16х7,5) мм, а предлагаемое уплотнение имеет габариты (12х6) мм;
сложная геометрия графитового уплотнения и, как следствие, сложность изготовления.
Наиболее близкой к данному техническому решению является конструкция торцевого графитового уплотнения приводного вала коробки привода агрегатов двигателя ПС-90А (А.А.Иноземцев, В.Л.Сандрацкий  «Газотурбинные двигатели», ОАО «Авиадвигатель», г. Пермь 2006г., стр. 642, рис. 10.4.2.1_8), содержащая корпус уплотнения, контактное графитовое кольцо, пружину, кольцо контактное и контактирующее с контактным графитовым кольцом. Установленное в корпусе графитовое кольцо пружиной прижимается к установленному на приводном вале вращающемуся контактному кольцу. Подбор необходимого усилия прижатия обеспечивается регулировочным кольцом. От поворота вокруг своей оси графитовое кольцо удерживается тремя шпонками, которые приварены к внутренней поверхности наружной оболочки корпуса. Недостатками известной конструкции являются сложная геометрия графитового уплотнения и, как следствие, сложность его изготовления; низкие механические характеристики графитового материала, что усложняет его обработку при изготовлении; сложности монтажа/демонтажа и регулировки усилия поджатия пружины.
Техническим результатом, на достижение которого направлено данное техническое решение является упрощение конструкции устройства.
Технический результат достигается тем, что в уплотнении торцевом графитовом, содержащем корпус уплотнения, контактное графитовое кольцо, пружину, кольцо контактное и контактирующее с контактным графитовым кольцом, в отличие от известного графитовое кольцо установлено в подвижную втулку на клее, подвижная втулка установлена в корпус уплотнения с уплотнительным кольцом и имеет четыре паза с кольцевой проточкой и контактирует с четырьмя стопорными выступами в корпусе уплотнения, при этом кольцо контактное снабжено масляными каналами, выполнено с возможностью соединения с валом с натягом и с возможностью уплотнения с валом уплотнительным кольцом.
Заявленное решение поясняется чертежами, на которых изображены
фиг. 1 – конструкция уплотнения торцевого графитового в разрезе;
фиг. 2 – схема фиксации по пазам.
Уплотнение торцевое графитовое (фиг.1) включает в себя корпус уплотнения 1, установленный в корпус коробки приводов 2, контактное графитовое кольцо 3, установленное на клею в подвижную втулку 4, которая установлена в корпус уплотнения 1 с уплотнительным кольцом 5 и имеет четыре паза 6 с кольцевой проточкой, контактирующих с четырьмя стопорными выступами 7, расположенными в корпусе уплотнения 1; кольцо контактное 8, установленное на валу 9 колеса зубчатого и контактирующее с контактным графитовым кольцом 3, при этом кольцо контактное 8 снабжено масляными каналами 10 и уплотнено с валом 9 уплотнительным кольцом 11.
Втулка подвижная 4 и корпус уплотнения графитового 1 изготовлены из титанового сплава. Контактное кольцо 8 изготовлено из стали, рабочая поверхность покрыта хромом.
Кольцо контактное 8 устанавливается на валу 9. Для обеспечения герметичности стыка кольца контактного 8 и вала 9 установлено кольцо уплотнительное 11. Для исключения проворота кольца контактного 8 относительно вала 9 кольцо контактное на валу установлено с натягом.
Сборка уплотнения графитового торцевого осуществляется непосредственно перед монтажом в коробку приводов. Процесс сборки состоит в осуществлении фиксации (стопорения) втулки подвижной 4 относительно корпуса 1 уплотнения графитового с пружиной волнообразной 12 путем разворачивания относительно друг друга по пазам 6 втулки подвижной 4 и корпуса уплотнения графитового. Фиксация осуществляется в угловом и осевом положении относительно друг друга. Натяг между втулкой подвижной 4 и кольцом уплотнительным 5 подбирается минимальный, это необходимо для осуществления осевой подвижки втулки подвижной 4 с минимальным усилием. Схема стопорения по пазам показана на фигуре 2.
Уплотнение вращающегося вала 9 и неподвижного уплотнения торцевого осуществляется по торцевой поверхности, шероховатость которой составляет порядка 0,025 Rz. Для обеспечения герметичности стыка корпуса уплотнения графитового 1 и корпуса коробки приводов 2 установлено кольцо уплотнительное 13. Для обеспечения герметичности стыка втулки подвижной 4 и корпуса уплотнения графитового 1 установлено кольцо уплотнительное 5. В эксплуатации, вследствие износа графитового уплотнения 3, усилие, создаваемое пружиной 12, постепенно уменьшается. Восстановление необходимого усилия, создаваемого пружиной, на уплотнение торцевое 3 осуществляется при помощи замены кольца регулировочного 14 с большей толщиной.
В корпус уплотнения графитового 1 устанавливается уплотнение торцевое на клею. Замена уплотнения торцевого в корпусе уплотнения графитового 1 осуществляется путём удаления механическим способом. Для демонтажа уплотнения графитового из корпуса коробки приводов 2 на корпусе уплотнения графитового 1 предусмотрен буртик.
Регулирование осевого усилия, создаваемого пружиной, обеспечивается кольцом регулировочным 14.  Для увеличения осевого усилия на уплотнение торцевое необходимо установить кольцо регулировочное 14 с большей толщиной кольца, при этом не требуется съём графитового уплотнения из корпуса коробки приводов. Крепление графитового уплотнения в корпусе коробки приводов 2 быстросъёмное при помощи стопорного кольца 15, т.к. корпус уплотнения 1 закреплен в корпусе коробки 2 стопорным кольцом 15. Съём графитового уплотнения для замены не требует разборки коробки приводов.
При работе коробки приводов в стыке кольца контактного 8 и уплотнения торцевого выделяется тепло. Для отвода тепла из зоны трения кольцо контактное принудительно охлаждается проливом масла через пазы в контактном кольце.
Графитовое уплотнение отличается простотой конструкции деталей,  снижением веса, уменьшением габаритов по сравнению со стандартным уплотнением, минимальным количеством деталей подлежащих замене при выработке ресурса торцевого уплотнения. В результате, за счет конструктивного выполнения устройства за счет использования меньшего количества деталей по сравнению с прототипом, данное техническое решение позволяет достичь упрощения конструкции устройства.