Кассетное уплотнение

Полезная модель относится к машиностроению, к уплотнительным устройствам подшипниковых узлов.
Известно уплотнение вращающегося вала кассетное, RU №159049 от 27.01.2016, содержащее внешнюю обойму с S-образным осевым сечением, внутреннюю обойму с Г-образным осевым сечением, расположенную во внешней обойме с образованием П-образной полости, упругий элемент с армирующей вставкой, имеющей Г-образное осевое сечение, снабженный рабочими кромками для контактирования с уплотняемым валом и рабочей кромкой, контактирующей с внутренним краем внешней обоймы. При этом упругий элемент снабжен рабочими кромками, контактирующими с центральной частью внешней обоймы. А внутренняя обойма снабжена уплотнительным элементом, имеющим рабочие кромки, контактирующие с армирующей вставкой.
В данном кассетном уплотнении рабочие кромки, прилегающие к плоской дисковой части, теряют герметичность при малейшей осевой деформации армирующей вставки. Кроме того, Г-образная внутренняя обойма имеет слабую фиксацию с внешней обоймой. В результате, в процессе эксплуатации Г-образная внутренняя обойма отходит от своего места. Между рабочими кромками плоской дисковой части появляется зазор, и кассетное уплотнение полностью теряет герметичность. При этом плоские дисковые части данного кассетного уплотнения, вращаясь, как крыльчатка водяного насоса, имеют зоны с центробежными силами, которые засасывают жидкую абразивную грязь внутрь подшипникового узла. Таким образом, данное кассетное уплотнение обладает плохой надежностью и не обеспечивает достаточной защиты подшипникового узла от воздействия внешней агрессивной среды.
Известен манжетный узел, RU №121024 от 10.10.2012 (прототип), состоящий из выполненных с эластичными уплотнениями внутреннего кольца с углообразным сечением и внешнего кольца, имеющего криволинейное сечение с выступающим участком. Уплотнение внешнего кольца выполнено с выступами, контактирующими с внутренним кольцом, один из выступов образован коническими поверхностями и подпружинен, два других выступа уплотнения расположены с образованием замкнутых полостей. Уплотнение внутреннего кольца выполнено с выступами, обращенными наружу и внутрь узла, один из внутренних выступов контактирует с внешним кольцом с образованием замкнутой полости, а крайний выступ расположен с образованием промежутка между внешним кольцом и уплотнением. Кромка горизонтальной части внутреннего кольца отогнута в сторону осевой линии, при этом уплотнение внутреннего кольца охватывает упомянутую отогнутую кромку, а его рабочая поверхность выполнена волнообразной. Средний выступ уплотнения внутреннего кольца, обращенный внутрь, контактирует с внешним кольцом с образованием замкнутой полости. Кроме того, часть уплотнения внешнего кольца, расположенная на его выступающем участке, выполнена волнообразной.
В данном манжетном узле отсутствуют зоны с центробежными силами, которые могли бы засасывать жидкую абразивную грязь внутрь подшипникового узла. Кроме того, в данном манжетном узле имеется двойной ряд уплотнений: по внутреннему кольцу и по наружному кольцу. Однако, загиб к центру наружного кольца препятствует отводу жидкой абразивной грязи попавшей внутрь манжетного узла. Это приведет к быстрому износу уплотняющих выступов по наружному кольцу. Таким образом, данный манжетный узел не обладает достаточной надежностью, и не обеспечивает достаточной защиты подшипникового узла от воздействия внешней агрессивной среды.
Техническим результатом предлагаемой полезной модели является повышение надежности и усиление защиты подшипникового узла от воздействия внешней агрессивной среды.
Технический результат достигается за счет того, что кассетное уплотнение состоит из внутреннего кольца, выполненного с эластичными уплотняющими выступами, контактирующими с наружным кольцом и наружного кольца выполненного с эластичными уплотняющими выступами, контактирующими с внутренним кольцом. Уплотняющие выступы образуют замкнутые полости. Во всех замкнутых полостях распределена смазка уменьшающая трение и предотвращающая износ уплотняющих выступов. При этом внутреннее кольцо имеет С-образное сечение, наружное кольцо имеет перевернутое С-образное сечение, верхняя часть внутреннего кольца входит в наружное кольцо, а нижняя часть наружного кольца входит во внутреннее кольцо, образуя лабиринт. При этом все эластичные уплотняющие выступы наклонены навстречу воздействию внешней агрессивной среды. Кроме того, верхняя часть внутреннего кольца имеет торцевой эластичный упорный выступ и эластичный уплотняющий выступ, контактирующие с дисковой частью наружного кольца, при этом эластичный уплотняющий выступ наклонен навстречу воздействию внешней агрессивной среды. А нижняя часть наружного кольца имеет торцевой эластичный упорный выступ и эластичный уплотняющий выступ, контактирующие с дисковой частью внутреннего кольца, при этом эластичный уплотняющий выступ наклонен навстречу воздействию внешней агрессивной среды.
На фиг. 1 показано сечение кассетного уплотнения.
Кассетное уплотнение состоит из внутреннего кольца 1, выполненного с эластичными уплотняющими выступами 2, контактирующими с наружным кольцом и наружного кольца 3 выполненного с эластичными уплотняющими выступами 4, контактирующими с внутренним кольцом. Уплотняющие выступы образуют замкнутые полости. Во всех замкнутых полостях распределена смазка уменьшающая трение и предотвращающая износ уплотняющих выступов. При этом внутреннее кольцо имеет С-образное сечение, наружное кольцо имеет перевернутое С-образное сечение, верхняя часть внутреннего кольца входит в наружное кольцо, а нижняя часть наружного кольца входит во внутреннее кольцо, образуя лабиринт. При этом все эластичные уплотняющие выступы наклонены навстречу воздействию внешней агрессивной среды 5. Кроме того, верхняя часть внутреннего кольца имеет торцевой эластичный упорный выступ 6 и эластичный уплотняющий выступ 7, контактирующие с дисковой частью наружного кольца, при этом эластичный уплотняющий выступ наклонен навстречу воздействию внешней агрессивной среды. А нижняя часть наружного кольца имеет торцевой эластичный упорный выступ 8 и эластичный уплотняющий выступ 9, контактирующие с дисковой частью внутреннего кольца, при этом эластичный уплотняющий выступ наклонен навстречу воздействию внешней агрессивной среды.
Работает кассетное уплотнение следующим образом. При вращении наружного при неподвижном внутреннем кольце или при вращении внутреннего кольца при неподвижном наружном кольце эластичные уплотняющие выступы 2, 4, 7 и 9 за счет своей упругости надежно перекрывают внутреннюю часть подшипникового узла от внешней агрессивной среды. Так как эластичные уплотняющие выступы наклонены навстречу воздействию внешней агрессивной среды, в случае принудительного давления из внешней среды, жидкая грязь будет дополнительно прижимать уплотняющие выступы, усиливая перекрытие. В то же время, под действием центробежных сил жидкая грязь может беспрепятственно удаляться из рабочей зоны 5. Торцевые эластичные уплотняющие выступы 7 и 9 дополнительно защищают внутреннюю часть подшипникового узла от внешней агрессивной среды. При этом за счет малых размеров эластичных упорных выступов 6 и 8 не создается больших центробежных сил, а те небольшие центробежные силы, которые все же возникают, направлены навстречу воздействию внешней агрессивной среды и дополнительно защищают внутреннюю часть подшипникового узла.
Таким образом, данная конструкция предлагаемой полезной модели повышает надежность и усиливает защиту подшипникового узла от воздействия внешней агрессивной среды.