11.5. Примеры конструкций современных уплотнений валов |
237 |
Рис. 11.29
При пластичном смазочном материале уплотнения ставят с обеих сторон подшипника. Например, с внутренней стороны корпуса устанавливают маслосбрасывающее кольцо (рис. 11.30, a). Кольцо должно несколько выступать за стенку корпуса (или торец стакана), чтобы попадающее на него жидкое горячее масло отбрасывалось центробежной силой и не попадало в полость размещения пластичного смазочного материала, не вымывало его.
в
Рис. 11.30
Эффективное уплотнение при постоянном направлении вращения вала создает винтовая канавка, нарезанная на внешней поверхности кольца 1 (рис. 11.30, б), по которой просочившееся масло отводят внутрь корпуса.
Весьма эффективно также уплотнение упругими шайбами (рисв . 11.30, ). Чтобы создать точное центрирование шайбы, между нею и заплечиком вала ставят кольцо 1, перекрывающее по ширине канавку на валу.
11.5. ПРИМЕРЫ КОНСТРУКЦИЙ СОВРЕМЕННЫХ УПЛОТНЕНИЙ ВАЛОВ
Контактные радиальные уплотнения. На рис. 11.31 показано уплотнение,
произведенное в Германии. На тщательно шлифованной и полированной поверхности вала нанесены травлением маслоотгонные микроканавки глубиной ≈ 0,02 мм. При вращении вала рабочая кромка манжеты отшлифовывает поверхность вала до полного их исчезновения; микроканавки
238 |
Глава 11. Смазывание, смазочные устройства и уплотнения |
Рис. 11.31 Рис. 11.32
остаются только по обе стороны кромки. Масло, попавшее в углубление, отбрасывается микроканавками обратно, внутрь корпуса. Уплотнения с микроканавками применяют только при постоянном направлении вращения вала. Направление канавок зависит от направления вращения вала: если вал вращается по ходу часовой стрелки (смотреть со стороны масляной ванны), то направление канавок на валу — правое.
Манжетные уплотнения с металлическим корпусом (рис. 11.32) пригодны для большинства случаев применения, просто монтируются, обеспечивают точное центрирование. Для повышения герметичности в сопряжении с корпусной деталью — имеют покрытие наружной поверхности герметиком на водной основе.
Конструктивные исполнения отличаются формой кромки уплотнения.
Обычная форма кромки — окружность. КромкаW |
avesealимеет |
специаль- |
|
|
ную синусоидальную форму, что позволяет реали- |
||
|
зовать гидродинамический режим смазки, увели- |
||
|
чивает площадь сопряжения и уменьшает давление |
||
|
в контакте, что, в свою очередь, позволяет снизить |
||
|
потери на трение приблизительно на 20 % и тем- |
||
|
пературу — на 30 %. |
|
|
|
На рис. 11.33 показано уплотнение, в котором |
||
|
манжета выполнена в виде наклонно расположен- |
||
|
ного круглого резинового кольца. Угол наклона |
||
|
манжеты выбирают по соотношению tg α ≥d 2/d , где |
||
|
d2 — толщина резинового кольца. Наклонное рас- |
||
|
положение манжеты создает условия для отбрасы- |
||
|
вания масла и смазывания поверхности вала, рас- |
||
|
положенной под манжетой, обеспечивая хороший |
||
|
уплотняющий эффект и высокую долговечность. |
||
|
Контактные торцовые уплотнения. Торцовое |
||
|
уплотнение по рис. 11.34 отличает простота кон- |
||
|
струкции. В нем только одна деталь вращается вме- |
||
|
сте с валом, а остальные детали неподвижны. Уплот- |
||
|
няющее кольцо 1 вклеено в стальную обойму 2. |
||
Рис. 11.33 |
Статическое уплотнение выполнено резиновым |
||
11.5. Примеры конструкций современных уплотнений валов |
239 |
Рис. 11.34 |
Рис. 11.35 |
кольцом 3. Трение в статическом уплотнении всегда больше, чем между уплотняющими поверхностями.
Торцовое уплотнение представляет собой самостоятельный комплект, заключенный в стальную штампованную обойму 1 (рис. 11.35). Его ставят в крышку подшипника по посадке с натягом.
V-образные кольцевые уплотнения устанавливают на валу с натягом, и их тонкие выполненные в виде конуса губки обеспечивают уплотнение вследствие прижима к торцовой опорной поверхности, перпендикулярной оси вала (рис. 11.36). V-образные кольца изготов-
ляют целиком из эластомера (резины) без волоконного наполнителя или металлических армирующих деталей. При монтаже их можно растягивать и передвигать по валу через соседние детали, такие, как фланцы, шкивы и даже корпуса. Это свойство весьма ценное, особенно в отношении ремонтопригодности. Если V-образное кольцевое уплотнение применяют для удержания масла, то оно должно располагаться внутри узла и иметь осевую опору на валу. При этом уплотнения могут работать при окружной скорости до 12 м/с.
Торцовые уплотнения (рис. 11.37) применяют при окружных скоростях до 1,75 м/с для обеспечения надежной защиты узлов от проникания песка, земли, шлама, воды и т. п. (смесители всех типов, машины для обработки сыпучих материалов, конвейеры, строительное оборудование, ходовая часть автомобилей повышенной проходимости и гусеничных машин и др.).
Торцовое уплотнение состоит из двух одинаковых тщательно обработанных скользящих колец, изготовленных из износостойкой и коррози- онно-стойкой стали, и двух одинаковых резиновых колец. Резиновые кольца выполняют роль торцовых пружин и обеспечивают равномерное нагружение торцов скользящих колец, а также герметичность в сопряжении с отверстием корпуса.
240 |
Глава 11. Смазывание, смазочные устройства и уплотнения |
Рис. 11.37
Рис. 11.38
На рис. 11.38 представлены торцовые уплотнения, выполненные упругими стальными шайбами 1 (см. табл. 24.25). Они отличаются простотой и достаточной эффективностью при смазывании подшипников любым смазочным материалом и скоростью скольжения трущихся поверхностей до 6 м/с. Шайбу к кольцу подшипника поджимают крышкой или гайкой (см. рис. 11.23) либо, если это удобнее, через кольцо 2 пружинным разрезным кольцом 3 (рис. 11.38, a) или посадкой упругих шайб на конусную поверхность втулки либо крышки (рис. 11.38, б).