Опоры качения в тяжелых режимах эксплуатации - Комиссар А.Г.
Скачать (прямая ссылка):
Герметизация подшипниковых опор
105
Рис. 32. Опора качения с комбинированным уплотнительным устройством
Недостатком уплотнения является непосредственный контакт уплотнительного кольца с подшипником: в процессе эксплуатации, особенно при повышенных температурах, возможен проворот уплотнительного кольца относительно втулки, что вызовет дополнительный нагрев как кольца, так и подшипника.
Еще один вариант уплотнительного устройства приведен на рис. 31. Устройство включает крышку 1 с резино-металлическим S-образным упругим элементом 2, в который запрессовано уплотнительное кольцо 3. Второй элемент пары — торец внутреннего кольца подшипника 4. При изменении давления в масляной полости опоры или снаружи участок К упругого элемента прогибается в ту или другую сторону. Но независимо от направления деформации давление уплотнительного кольца на торец подшипника только возрастает (повышению перепада давлений в разделяемых полостях соответствует повышение контактного давления в паре трения). При высоких скоростях скольжения целесообразно ввести в узел опорное уплотнительное кольцо, освободив от этой функции КОЛЬЦО подшипника.
Опора качения, показанная на рис. 32, оснащена комбинированным уплотнительным устройством. Бесконтактная часть устройства представлена маслоотражатель-ным диском, выполненным на втулке I1 и пылезащитными жировыми канавками, изготовленными на крышке 2. Контактная часть — торцовое уплотнение, образованное пластмассовым уплотнительным кольцом 3, которое установлено в круговой проточке крышки и поджимается к втулке пружинами 4\ последние заключены между торцами крышки и кольца и смонтированы на болтах 5. На трущемся торце кольца выполнена серия канавок треугольного профиля, которые при сборке заполняются пластичным смазочным материалом.
Простейшее торцовое уплотнение (рис 33, а) включает металлическую крышку 7, упругую мембрану из тонкого
106
Герметизация и смазывание опор качения
а
Рис. 33. Простейшее торцовое уплотнение [А. с. 611(46 (СССР)]
LZl
J
0,1-0,1
металлического листа 2 и пластмассовое уплотнительное кольцо 3, заключенное
между крышкой и мембраной. Кольцо насажено на вал или втулку по неподвижной посадке и, вращаясь вместе с ней, скользит по торцам крышки и мембраны. Таким образом, осуществляется двойное торцовое уплотнение. Деформация мембраны на 0,1—0,2 мм обеспечивает стабильный характер контактного давления. При монтаже уплотнительное кольцо напрессовывается на вал через крышку, что обеспечивает его правильное расположение в осевом направлении. Размещение уплот-нительного кольца между двумя корпусными деталями (крышкой и мембраной) отличает данную конструкцию от рассмотренных выше торцовых механических уплотнений, в которых уплотнительный элемент одним торцом базируется на корпусе, другим — на валу. В предлагаемой конструкции отпадает одна из функций упругого элемента — компенсация осевой разноразмерности по валу и корпусу, что позволяет использовать в этой роли жесткую плоскую мембрану с небольшим рабочим ходом. Мембрана выполняет также роль упорного уплотнитель-ного кольца.
Простотой и компактностью уплотнение на рис. 33, а сравнимо с манжетным, но вследствие возможности применения современных материалов имеет более высокую долговечность, широкие температурный и скоростной диапазоны.
Поскольку коэффициент линейного расширения пластических материалов в 5—10 раз больше, чем у сталей, при повышенных температурах может произойти нарушение жесткости прессового соединения и проворот кольца на валу. Поэтому для больших диаметров следует применять уплотнительные кольца с металлическим армиро-
Герметизация подшипниковых опор
107
ванием, как показано на рис. 33, б, в. Особенно удобна установка уплотнительного элемента на сформированном резиновом кольце (рис. 33, г). При этом появляется возможность изготовления уплотнительных колец из углеграфита, текстолита и других относительно хрупких материалов.
Для установки резинового кольца на внутренней поверхности уплотнительного кольца выполняют кольцевую проточку; площадь сечения проточки на 20—25 % меньше площади сечения резинового кольца. Уплотнение с промежуточным кольцом целесообразно применять в опорах с жидким маслом.
Рекомендуются следующие основные размеры элементов простейшего торцового уплотнения (см. рис. 33, а, г): a = (0,8--1) b\ S = 0,3-7-0,5 мм (меньшие значения для меньших величин D—d)\
d, мм......... <60 60-J-100 100-=-150 >150
Ь, мм......... O 10 12 15
Межремонтный срок службы торцовых уплотнений определяется в основном долговечностью элементов пары трения. Поскольку равномерное абразивное изнашивание уплотнительных колец компенсируется с помощью пружин, долговечность определяется не столько износостойкостью, сколько прочностью и термостойкостью материалов. Действительный срок службы торцовых уплотнительных устройств от одного до пяти лет, после чего наступает терморастрескивание и разрушение колец.
Особенности применения торцовых уплотнительных устройств в плавающих опорах. Уплотнения аксиального типа не допускают относительного осевого перемещения вала и корпуса. Даже при небольшом рабочем ходе упругого элемента возникают резкие колебания контактного давления в паре трения и, как следствие, повышенный износ и утечка. Осевая игра радиально-упорного шарикоподшипника может вызвать отклонение сжимающей силы и контактного давления до 2 %. Относительное смещение вала в плавающих опорах значительно выше. Этот факт существенно ограничивает область применения торцовых уплотнений в опорах качения. Следующие конструктивные решения позволяют использовать торцовые уплотнения и в плавающих опорах:
