Устройство вакуумного уплотнения при передаче движения

Устройство вакуумного уплотнения при передаче движения.
Полезная модель относится к области вакуумной техники, в частности к конструкциям вакуумных уплотнений при передаче движения, например в установках для напыления металлов.
В вакуумной технике известны устройства вакуумного уплотнения при передаче движения с твердым уплотнителем.
Эти устройства содержат корпус, вал с насаженной на него втулкой из фторопласта, упругий уплотнительный элемент, расположенный на втулке, этот элемент деформируется нажимной деталью. В качестве уплотнителя движущегося вала используется тонкостенная втулка из фторопласта с низким коэффициентом трения, поэтому уплотнение используется без смазки. Уплотнение в этих устройствах обеспечивается при расположении вакуума со стороны корпуса. (Медников М.И. Вводы движения в вакуум.- М.: Машиностроение, 1974, с. 61-62, рис. 15)
Основным недостатком этих устройств является отсутствие канавок на внутренней поверхности втулки из фторопласта. Из-за отсутствия канавок на втулке невозможно ввести смазку в зону трения втулки по уплотняемому валу без выдавливания ее в вакуумную среду. Попадание смазки в вакуумную среду загрязняет ее.
Невозможность введения смазки не позволяет повысить долговечность и надежность уплотнения. Отсутствие канавок на внутренней поверхности втулки не позволяет также увеличить толщину стенки втулки, что ограничивает ее долговечность ввиду износа.
Кроме того, уплотнение в этих устройствах обеспечивается при расположении вакуума лишь со стороны корпуса и не обеспечивается со стороны нажимной детали.
За прототип принято устройство, содержащее вал с насаженной на него фторопластовой втулкой с плоским буртиком, прижимаемым к торцевой поверхности корпуса упругим элементом за счет его деформации нажимной деталью. (А.И. Пипко, В.Я. Плисковский и др.. Конструирование и расчет вакуумных систем.- М.: Энергия, 1979, с.176-181, табл. 9-3, схема 4)
Признаки прототипа, совпадающие с существенными признаками заявляемой полезной модели, следующие.
Устройство вакуумного уплотнения при передаче движения содержит корпус, нажимную деталь, втулку с буртиком из хладотекучего твердого материала с низким коэффициентом трения. Втулка насажена на вал. На втулку надет упругий элемент.
Причины, препятствующие получению требуемого технического результата по прототипу те же, что и описанные выще по аналогу.
й дед/з.//
Технический результат предлагаемой полезной модели использование вакуумного уплотнения при расположении вакуума со стороны нажимной детали, повышение надежности и долговечности устройства вакуумного уплотнения при передаче движения, снижение загрязнения вакуумной среды.
Технический результат достигается тем, что в предлагаемом устройстве вакуумного уплотнения при передаче движения на внутренней поверхности втулки выполнены канавки, а буртик втулки выполнен в виде усеченного конуса и прижат к нажимной детали, диаметр которой больше диаметра буртика.
Существенные признаки заявляемой полезной модели следующие. Устройство вакуумного уплотнения при передаче движения содержит корпус, нажимную деталь, вал. На вал насажена втулка с буртиком из хладотекучего твердого материала с низким коэффициентом трения. На втулку надет упругий элемент. На внутренней поверхности втулки выполнены канавки, а буртик втулки изготовлен в виде усеченного конуса. Буртик прижат к нажимной детали, диаметр которой больше диаметра буртика.
В отличие от прототипа втулка имеет на внутренней поверхности канавки. Буртик втулки выполнен в виде усеченного конуса ;и прижат к нажимной детали, диаметр которой больше диаметра буртика.
Наличие канавок на внутренней поверхности втулки позволяет увеличить толщину стенки втулки без снижения давления прижима внутренней поверхности, контактирующей с поверхностью вала, за счет локализации давления упругого элемента на этих участках. Это приводит к повышению долговечности работы заявляемого устройства.
В полости, образованные канавками втулки и поверхностью вала, вводится смазка. Это позволяет не только снизить силу трения вала в уплотнении, но и повысить надежность устройства вакуумного уплотнения при глубоком вакууме, а также снизить скорость износа материала втулки за счет заполнения микронеровностей поверхности вала частицами смазки.
Кроме того, смазка, заложенная в полостях, образованных канавками во втулке и поверхностью вала, противодействует хладотекучей деформации, которой подвержен материал втулки, и не может быть выдавлена в вакуумную среду, ввиду замкнутого объема, что повышает надежность устройства и предотвращает загрязнение вак 7мной среды парами смазки.
Выполнение буртика в виде усеченного конуса позволяет снизить концентрацию напряжения в упругом элементе, что повышает долговечность этого элемента и в целом устройства.
Прижатие буртика к нажимной детали обеспечивает вакуум со стороны нажимной детали.
Диаметр нажимной детали больше диаметра буртика. Это обеспечивает контакт упругого элемента с нажимной деталью, что повышает надежность устройства уплотнения.
Таким образом, уплотнение происходит между торцевыми поверхностями буртика втулки, упругого элемента и нажимной детали, что повышает надежность устройства вакуумного уплотнения при передаче движения и дает возможность использовать вакуумное уплотнение при расположении вакуума со стороны нажимной детали.
На чертеже представлен разрез предлагаемого устройства.
Устройство вакуумного уплотнения при передаче движения содержит втулку с буртиком в виде усеченного конуса 1. Втулка 1 насажена на уплотняемый вал 2. Втулка 1 выполнена с канавками, распложенными на ее внутренней поверхности и буртиком в виде усеченного конуса. Буртиком втулка 1 прижимается упругим уплотнительным элементом 4, за счет деформации последнего в корпусе 5, к торцевой поверхности нажимной детали 3.
Устройство вакуумного уплотнения при передаче движения работает следуюш,им образом.
За счет деформации упругого элемента 4 в замкнутом объеме корпуса 5 при перемещении нажимной детали 3 относительно корпуса 5 создаваемое давление передается на цилиндрическую поверхность втулки 1 и поверхность буртика.
0
Вследствие способности материала втулки 1 к хладотекучести ее внутренняя цилиндрическая поверхность плотно прижимается к валу 2, а торцевая поверхность буртика - к нажимной детали 3, обеспечивая уплотнение движущего вала 2 при создании вакуума со стороны нажимной детали 3. Смазка, заложенная в замкнутый объем канавок втулки 1, противодействует затеканию канавок за счет хладотекучести материала втулки 1 в процессе эксплуатации устройства.