КОЛЬЦО ТРЕНИЯ ТОРЦЕВОГО УПЛОТНЕНИЯ

Полезная модель относится к уплотнительной технике, преимущественно к торцевым уплотнениям вращающихся валов.
Известно контактное кольцо торцевого уплотнения из углеграфитового материала, содержащее фрикционное кольцо с нанесенной на него по наружной цилиндрической поверхности фторопластовой эмульсией, при этом кольцо запрессовано в бандаж при условии совмещения главных осей сечений бандажа и кольца, на наружной поверхности бандажа симметрично главной оси сечения выполнен дисковый выступ, а на внутренней -кольцевые выступы, бандаж вставлен в обойму до упора в кольцевой выступ на торце ее цилиндрической части, а кольцевой стык бандажа и обоймы соединены посредством сварки до оплавления кромок стыка (см. авторское свидетельство SU №1536119, кл. F 16 J 15/34, 15.01.90).
Недостатком конструкции данного кольца является сложная технология изготовления контактных колец торцевого уплотнения, заключающаяся в нанесении жидкого фторопластового покрытия в виде эмульсии, которая является токсичным и пожароопасным составом, а также в необходимости точного совмещения осей сечений бандажа и кольца, что требует точного оборудования.
Известно наиболее близкое к полезной модели по технической сущности и достигаемому техническому результату кольцо трения торцевого уплотнения, содержащее металлическую обойму и запрессованное в него фрикционное кольцо из силицированного графита, покрытое эластичным материалом, например, лентой из фторопластового материала по поверхности кольца, при этом толщину намотки выбирают равной 0,004 -0,012 от наружного диаметра кольца и толщину ленты - 0,1-0,125 от толщины намотки, а нагрев обоймы перед запрессовкой производят до 180-200С° (см. авторское свидетельство SU №811025, кл. F 16 J 15/34, 07.03.81).
Недостатком конструкции данного кольца является необходимость удаления фторопластовой ленты с рабочей поверхности графитового кольца после запрессовки его в обойму, что может привести к нарушению герметичности соединения обойма - лента - кольцо и поворота кольца относительно обоймы.
Задачей, на решение которой направлена настоящая полезная модель, является повышение герметичности соединения обойма - лента - кольцо, при упрощении технологии изготовления кольца трения.
Указанная задача достигается за счет того, что кольцо трения торцевого уплотнения содержит металлическую обойму и запрессованное в него фрикционное кольцо, покрытое по наружной поверхности эластичным материалом, например фторопластом, при этом покрытие фрикционного кольца выполнено в виде ленты, намотанной в два слоя по наружной цилиндрической поверхности кольца с нахлестом концов ленты, составляющим не более 10% длины окружности кольца, причем посредством прижатия первого слоя к наружной цилиндрической поверхности кольца заполнены неровности его поверхности, а неровности обоймы заполнены материалом второго слоя при запрессовке кольца.
Намотка на наружную цилиндрическую поверхность фрикционного кольца ленты из эластичного материала, а именно фторопластовой ленты, в два слоя приводит к увеличению герметичности соединения кольца с обоймой, а также к упрощению технологии изготовления кольца трения за счет снижения требований к шероховатости и классу точности обработки поверхностей фрикционного кольца и металлической обоймы. При намотке ленты из эластичного материала осуществляется прижатие первого слоя ленты к наружной цилиндрической поверхности кольца, и заполнение за счет ее эластичности неровностей поверхности кольца, образованных при его обработке. После намотки на фрикционное кольцо второго слоя ленты из эластичного материала, фрикционное кольцо с намотанной на него фторопластовой лентой вставляют в нагретую металлическую обойму, после
чего обойму охлаждают, при этом второй слой фторопластовой ленты заполняет неровности внутренней поверхности обоймы, образованные при ее обработке.
При этом достигается прочная фиксация фрикционного кольца в обойме.
На фиг.1 представлен разрез кольца трения в сборе, на фиг.2 представлен увеличенный фрагмент разреза на фиг.1 в месте соединения кольца и обоймы, на фиг.3 представлен вид сбоку на фрикционное кольцо с лентой на его наружной боковой поверхности, на фиг.4 представлен вид сверху на фрикционное кольцо.
Кольцо трения торцевого уплотнения содержит фрикционное кольцо 1, покрытое лентой 2 из фторопластового материала по наружной цилиндрической поверхности 3 кольца 1 и запрессованное в металлическую обойму 4. Покрытие фрикционного кольца 1 лентой 2 из эластичного материала по наружной цилиндрической поверхности кольца 1 выполнено в два слоя с нахлестом «l» концов ленты, составляющем не более 10% длины окружности кольца 1.
Кольцо трения торцевого уплотнения изготовляют следующим образом.
1,25
2,5
Берут фрикционное кольцо 1 (фиг.1), например, из силицированного графита, преимущественно с прямоугольным поперечным сечением и с параметрами шероховатости наружной цилиндрической поверхности √ или √ и классом точности обработки h 8 или h 9. Обматывают фрикционное кольцо 1 фторопластовой лентой, например лентой марки «ФУМ» по ТУ-6-05-1388-76. Толщина ленты равна примерно 0,12 мм. По наружной цилиндрической поверхности кольца 1 наматывают в два слоя ленту 2 с нахлестом концов ленты «l» не более 10% от длины окружности кольца 1 (см. фиг.2, 3, 4). Одновременно с обмоткой производят прижатие первого слоя ленты 2 к наружной цилиндрической поверхности 3 кольца 1, при этом
происходит заполнение лентой 2 неровностей поверхности 3 (фиг.2), образованных при ее обработке.
1,25
2,5
Берут металлическую обойму 4 (фиг.1), например, из нержавеющей стали 12Х18Н10Т, внутренняя цилиндрическая поверхность которой обработана по классу точности h 8 или h 9 с шероховатостью √ или √, нагревают ее, например, до температуры +250С° и вставляют фрикционное кольцо 1, с намотанной на его наружную цилиндрическую поверхность 3 лентой 2, в металлическую обойму 4.
Полученное таким образом кольцо трения 6 торцевого уплотнения в сборе охлаждают, при этом происходит запрессовка и заполнение неровности внутренней цилиндрической поверхности 5 обоймы 4 (фиг.2) вторым слоем ленты 2.
Использование заявляемого кольца трения торцевого уплотнения обеспечивает по сравнению с существующими конструкциями колец трения торцевого уплотнения следующие преимущества:
1. Повышение надежности и герметичности соединения обойма - лента - кольцо за счет двухслойной намотки уплотняющей ленты на кольцо, что обеспечивает заполнение материалом ленты неровностей поверхностей, контактирующих с соответствующим слоем ленты, образованных при их обработке.
2. Упрощение технологии изготовления кольца трения торцевого уплотнения, за счет снижения требований к классу точности обработки и шероховатости поверхности металлической обоймы и фрикционного кольца.
Настоящая полезная модель может быть использована в машиностроении, нефтедобывающей и газодобывающей промышленности при герметизации торцевых уплотнении насосов, турбин и других видов машин.