Lu型金屬骨架反向組合唇形迷宮密封圈的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開的一種LU型金屬骨架反向組合唇形迷宮密封圈，包括內(nèi)油封體和外油封體，內(nèi)油封體以反向L形金屬骨架（3）作為支撐，硫化成型在反向L形金屬骨架上，其中豎立在反向L形金屬骨架水平臂的雙鉤防塵唇（2）橡膠體向下延伸，沿反向L形金屬骨架底平面圍繞反向L形垂直臂背部連接為一整體；外油封體以倒U形金屬骨架（4）作為支撐，硫化成型橡膠體沿倒U形金屬骨架外形末端平段向上延伸成繞環(huán)形彈簧的鉤形密封唇口，內(nèi)、外油封體相互獨(dú)立，內(nèi)油封體豎立雙鉤防塵唇橡膠體通過鎖口（6）自由轉(zhuǎn)動配合在外油封體倒U形金屬骨架倒U形型腔中，組合連成一類似迷宮式的幾何形狀整體。本發(fā)明高防塵效果好，外界污物不易入侵，轉(zhuǎn)動靈活、不卡澀不偏擺，更換方便。
【專利說明】LU型金屬骨架反向組合唇形迷宮密封圈
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種主要用于重型卡車及石油鉆采行業(yè)對旋轉(zhuǎn)軸有保護(hù)要求，以及工況環(huán)境惡劣所需要的密封圈。
【背景技術(shù)】
[0002]在現(xiàn)有技術(shù)中，密封可分為相對靜止接合面間的靜密封和相對運(yùn)動接合面間的動密封兩大類，靜密封主要有墊密封、膠密封和接觸密封三大類。動密封可以分為旋轉(zhuǎn)密封和往復(fù)密封兩種基本類型。按密封件與其作相對運(yùn)動的零部件是否接觸，可以分為接觸式密封和非接觸式密封。一般說來，接觸式密封的密封性好，但受摩擦磨損限制，適用于密封面線速度較低的場合。非接觸式密封的密封性較差，適用于較高速度的場合。在接觸式密封中，按密封件的接觸位置又可分為圓周(徑向)密封和端面(軸向)密封。動密封中有自封式壓緊型密封(O型密封圈、滑環(huán)組合密封圈、異形密封圈等)，自封式自緊型密封(U型密封圈、組合U型密封圈、V型組合密封圈、復(fù)合唇形密封圈、雙向組合唇形密封圈等)，油封(旋轉(zhuǎn)骨架油封、高壓油封、黃油封等)，防塵密封(防塵圈、骨架防塵圈)。非接觸動密封有迷宮密封和動力密封等。前者是利用流體在間隙內(nèi)的節(jié)流效應(yīng)限漏，泄漏量較大，通常用在級間密封等密封性要求不高的場合。非接觸式密封，由于密封面不直接接觸，起動功率小"，壽命長。如果設(shè)計(jì)得合理，泄漏量也不會太大。但這類密封是利用流體力學(xué)的平衡狀態(tài)而工作的，如果運(yùn)轉(zhuǎn)條件發(fā)生變化，就會引起泄漏量很大的波動。目前一般油封技術(shù)參照GB9877，安裝在設(shè)備中的旋轉(zhuǎn)軸端，在壓差不超過0.03Mpa的條件下，對流體和潤滑脂起密封作用，以及防塵作用，可以廣泛適用于各種旋轉(zhuǎn)密封場合。隨著密封技術(shù)的發(fā)展各種不同需求，不同指向的密封形式不斷增加。密封結(jié)構(gòu)更趨專業(yè)，更系統(tǒng)，如機(jī)械組合密封，聚四氟乙烯與金屬骨架組合密封，O型圈與聚四氟乙烯組合密封等等，形成了系統(tǒng)化、專業(yè)化、標(biāo)準(zhǔn)化等形式多樣的密封結(jié)構(gòu)，不但可以密封，還能承受28Mpa以上的高壓力。但對于汽車驅(qū)動橋密封，由于唇口直接接觸旋轉(zhuǎn)軸，而且防塵效果不佳，若有泥砂介入，在旋轉(zhuǎn)軸的高速運(yùn)轉(zhuǎn)下加快旋轉(zhuǎn)軸磨損，使用壽命縮短，造成返修成本加大，軸和密封圈需同時拆換。因此不適合對不易拆換的組件以及對壽命有要求和返修成本大的組件需求。迷宮密封是轉(zhuǎn)動零件和固定零件之間有許多曲折的小室使泄漏減小的密封。迷宮密封不受旋轉(zhuǎn)速度和溫度的限制，摩擦功耗極小。迷宮有多種形式，有梳齒迷宮密封、蜂窩面迷宮密封、階梯型迷宮密封、切頭鋸迷宮密封等。密封氣體時常用篦齒迷宮密封、用若干迷宮式曲折通道限制流體泄漏的非接觸式動密封。篦齒迷宮密封氣體從高壓側(cè)以極高的流速流經(jīng)節(jié)流窄縫，再進(jìn)入迷宮腔膨脹，以消耗氣體流經(jīng)窄縫形成的速度能，如此經(jīng)過多次節(jié)流和膨脹產(chǎn)生阻力，阻止氣體向外泄漏而達(dá)到密封?，F(xiàn)有技術(shù)迷宮密封通常是利用槽與槽的原理，將機(jī)體的隔套及端蓋上加工成相互配合的槽，槽與槽之間留有很小的間隙，潤滑油液不易流出機(jī)械迷宮密封或在轉(zhuǎn)軸周圍設(shè)若干個依次排列的環(huán)行密封齒，齒與齒之間形成一系列截流間隙與膨脹空腔，被密封介質(zhì)在通過曲折迷宮的間隙時產(chǎn)生節(jié)流效應(yīng)而阻漏。迷宮密封機(jī)理很復(fù)雜。在轉(zhuǎn)軸周圍設(shè)置的若干個依次排列的環(huán)行密封，齒間距一般為5?9_，密封齒薄，并帶銳角，齒尖先磨損而脫離接觸，迷宮密封斜齒角度和三角齒型對迷宮密封流場和泄漏量有一定的的影響，隨著密封齒傾斜角度α由小增大，泄漏量由大到小再增大。齒強(qiáng)度低，存在高防塵效果差，外界污物易入侵。接觸面會產(chǎn)生干磨現(xiàn)象，環(huán)行密封齒變形后相互干涉，導(dǎo)致轉(zhuǎn)動不靈活、卡澀和偏擺，維護(hù)過程中需更換油封，拆換驅(qū)動橋。軸側(cè)迷宮密封由于接觸會使軸發(fā)生彎曲，如有熱膨脹差會松弛。一般的迷宮密封往往會使高速旋轉(zhuǎn)機(jī)械產(chǎn)生氣流激振問題，出現(xiàn)振動噪聲大、碰磨等問題，嚴(yán)重時甚至?xí)拐麄€機(jī)組失效。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明針對現(xiàn)有技術(shù)存在的不足之處，提供一種防塵效果好，外界污物不易入侵，轉(zhuǎn)動靈活、不卡澀不偏擺，更換方便，既能保護(hù)旋轉(zhuǎn)軸，又能提高使用壽命，并能降低返修成本的LU型金屬骨架反向組合唇形迷宮密封圈。
[0004]本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:一種LU型金屬骨架反向組合唇形迷宮密封圈，包括直面與旋轉(zhuǎn)軸接觸固定配合的內(nèi)油封體和外油封體，其特征在于:內(nèi)油封體以反向L形金屬骨架3作為支撐，并采用硫化成型在反向L形金屬骨架3上，其中豎立在反向L形金屬骨架3水平臂的平行彎鉤狀雙鉤防塵唇2橡膠體向下延伸，沿反向L形金屬骨架3底平面圍繞反向L形垂直臂背部連接為一整體；外油封體以倒U形金屬骨架4作為支撐，并采用硫化成型橡膠體沿倒U形金屬骨架外形末端平段向上延伸，形成一個繞環(huán)形彈簧的鉤形密封唇口，內(nèi)、外油封體相互獨(dú)立，內(nèi)油封體豎立雙鉤防塵唇2橡膠體通過鎖口6自由轉(zhuǎn)動配合在外油封體倒U形金屬骨架4倒U形型腔中，組合連成一類似迷宮式的幾何形狀整體，驅(qū)動軸帶動內(nèi)油封體運(yùn)轉(zhuǎn)與外油封形成相對旋轉(zhuǎn)運(yùn)動。
[0005]所述反向L形垂直臂背部上制有環(huán)形貯油槽I。
[0006]本發(fā)明相比于現(xiàn)有技術(shù)具有如下有益效果。
[0007]本發(fā)明將密封圈相互獨(dú)立的內(nèi)外油封體組合結(jié)構(gòu)，避開了唇口直接接觸旋轉(zhuǎn)軸，內(nèi)油封體面與驅(qū)動軸接觸配合，形成一定迷宮形式密封特性，杜絕了密封體與車橋輪轂和驅(qū)動軸的相對運(yùn)動，避免造成磨損延長其偶件的使用壽命。采用內(nèi)外油封體共同組成的密封結(jié)構(gòu)形式，構(gòu)成了組合式骨架油封系在同一腔體中，防止外界污物入侵的附加密封的組合；壽命長，更換方便。類似迷宮式的兩道密封防塵，通過密封唇和防塵唇的最佳定位達(dá)到高防塵效果。增加環(huán)行貯油槽I改善零件與驅(qū)動橋的潤滑及摩擦力，通過后續(xù)加工的方式使骨架粗糙度達(dá)到1.6改善唇口密封，雙鉤防塵唇2增加密封和防塵效果.保護(hù)驅(qū)動軸。本發(fā)明可以不改變現(xiàn)有的裝配模式，采用設(shè)計(jì)安裝尺寸沿用現(xiàn)有安裝尺寸；將與驅(qū)動軸接觸的部位設(shè)計(jì)為直面接觸配合，內(nèi)油封直面接觸驅(qū)動橋11驅(qū)動軸接觸的部位，有效保護(hù)驅(qū)動橋11不被磨損損壞，保證了接觸面不產(chǎn)生干磨現(xiàn)象。采用的內(nèi)外獨(dú)立油封組合，通過鎖口連成一整體，內(nèi)油封體可以沿外油封體骨架內(nèi)壁自由轉(zhuǎn)動，不相互干涉，通過驅(qū)動軸的轉(zhuǎn)動帶動內(nèi)油封體運(yùn)轉(zhuǎn)。運(yùn)轉(zhuǎn)過程油液和粉塵被內(nèi)外油封體適時隔離，從而達(dá)到密封防塵作用，不會損失密封功能；由于內(nèi)油封體采用直面與驅(qū)動軸接觸固定配合，不會形成直接接觸，不會損壞驅(qū)動軸，大大延長了輪轂軸承的使用壽命，降低返修成本。
[0008]車輛維護(hù)過程中只需更換油封，不必拆換驅(qū)動橋。大大延長了輪轂軸承的使用壽命，降低返修成本LU型金屬骨架反向組合唇形迷宮密封圈內(nèi)油封體金屬骨架3作為支撐與橡膠采用硫化成型的特殊方式連接為一整體；增加環(huán)行貯油槽I改善零件與驅(qū)動橋的潤滑及摩擦力，通過后續(xù)加工的方式使骨架粗糙度達(dá)到1.6改善唇口密封，雙鉤防塵唇2增加密封和防塵效果。
[0009]試驗(yàn)證明，流體通過迷宮產(chǎn)生阻力并使其流量減少綜合反應(yīng)為“迷宮效應(yīng)”。內(nèi)油封體涂抹潤滑脂7放置在外油封體內(nèi)自由落下，手動轉(zhuǎn)動靈活，不卡澀，不偏擺，鎖口后內(nèi)油封體依然手動轉(zhuǎn)動靈活，不卡澀，力矩扳手檢測力矩在8-12N。
[0010]本發(fā)明適用于所有高轉(zhuǎn)速高防塵，甚至野外泥漿的應(yīng)用中工作，如越野車驅(qū)動軸，要求密封性很高的回轉(zhuǎn)部件。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0011]圖1是本發(fā)明LU型金屬骨架反向組合唇形迷宮密封圈與驅(qū)動橋密封裝配結(jié)構(gòu)剖視不意圖。
[0012]圖2是圖1LU型金屬骨架反向組合唇形迷宮密封圈半剖視局部放大示意圖。
[0013]圖3是圖2的內(nèi)油封結(jié)構(gòu)示意圖。
[0014]圖4圖2的外油封結(jié)構(gòu)示意圖。
[0015]圖中:1環(huán)形貯油槽，2防塵唇，3反向L形金屬骨架，4倒U形金屬骨架，5環(huán)形彈簧，6鎖口，7潤滑脂，8輪轂，9軸承，IOLU型金屬骨架反向組合唇形迷宮密封圈，11驅(qū)動橋。
【具體實(shí)施方式】
[0016]圖1中，采用內(nèi)外油封體共同組成的徑向旋轉(zhuǎn)軸唇形密封圈10，構(gòu)成了組合式密封結(jié)構(gòu)形式。LU型金屬骨架反向組合唇形迷宮密封圈骨架油封系在同一腔體中，驅(qū)動軸接觸的部位設(shè)計(jì)為直面接觸配合，內(nèi)部油液被密封，通過專用夾具裝入驅(qū)動橋8與輪轂9，驅(qū)動橋11旋轉(zhuǎn)運(yùn)動帶動內(nèi)油封旋轉(zhuǎn)，與外油封形成相對旋轉(zhuǎn)運(yùn)動，將外部粉塵隔離。
[0017]圖2中，LU型金屬骨架反向組合唇形迷宮密封圈包括:直面與旋轉(zhuǎn)軸接觸固定配合的內(nèi)油封體和外油封體。圖3所示內(nèi)油封體以反向L形金屬骨架3作為支撐，并采用硫化成型在反向L形金屬骨架3上，其中豎立在反向L形金屬骨架3水平臂的平行彎鉤狀雙鉤防塵唇2橡膠體向下延伸，沿反向L形金屬骨架3底平面圍繞反向L形垂直臂背部連接為一整體，且反向L形垂直臂背部上制有環(huán)形貯油槽I。圖4所示外油封體以倒U形金屬骨架4作為支撐，并采用硫化成型橡膠體沿倒U形金屬骨架外形末端平段向上延伸，形成一個繞環(huán)形彈簧5的鉤形密封唇口。內(nèi)、外油封體相互獨(dú)立，內(nèi)油封體豎立在反向L形金屬骨架3水平臂的平行彎鉤狀雙鉤防塵唇2橡膠體通過機(jī)械加工的鎖口 6自由轉(zhuǎn)動配合在外油封體倒U形金屬骨架4倒U形型腔中，組合連成一類似迷宮式的幾何形狀整體。外油封體的鉤形密封唇口采用環(huán)形彈簧5加壓，環(huán)形彈簧5裝配在鉤形密封唇口內(nèi)。
[0018]在圖3所示內(nèi)油封體和圖4所示外油封體配合組成的旋轉(zhuǎn)軸唇形密封圈中，外油封體鉤形密封唇口與內(nèi)油封體反向L形金屬骨架3反向L垂直立臂間形成的三角環(huán)形腔室區(qū)域和內(nèi)油封體雙鉤防塵唇2環(huán)形空間區(qū)域，填充有潤滑脂7，內(nèi)部油液被密封在迷宮空間型腔內(nèi)。鉤形密封唇口和雙鉤防塵唇2與各自骨架的偶合間隙為±0.2_。內(nèi)油封體涂抹潤滑脂7放置在外油封體內(nèi)自由落下。驅(qū)動軸帶動內(nèi)油封體運(yùn)轉(zhuǎn)，與外油封形成相對旋轉(zhuǎn)運(yùn)動。內(nèi)油封體雙鉤防塵唇2沿外油封體骨架倒U形內(nèi)壁自由轉(zhuǎn)動，不相互干涉，通過驅(qū)動軸的轉(zhuǎn)動帶動內(nèi)油封體運(yùn)轉(zhuǎn)，與外油封形成相對旋轉(zhuǎn)運(yùn)動，將外部粉塵隔離。
【權(quán)利要求】
1.一種LU型金屬骨架反向組合唇形迷宮密封圈，包括直面與旋轉(zhuǎn)軸接觸固定配合的內(nèi)油封體和外油封體，其特征在于:內(nèi)油封體以反向L形金屬骨架(3)作為支撐，并采用硫化成型在反向L形金屬骨架(3)上，其中豎立在反向L形金屬骨架(3)水平臂的平行彎鉤狀雙鉤防塵唇(2 )橡膠體向下延伸，沿反向L形金屬骨架(3 )底平面，圍繞反向L形垂直臂背部連接為一整體；外油封體以倒U形金屬骨架(4)作為支撐，并采用硫化成型橡膠體沿倒U形金屬骨架外形末端平段向上延伸，形成一個繞環(huán)形彈簧的鉤形密封唇口，內(nèi)、外油封體相互獨(dú)立，內(nèi)油封體豎立雙鉤防塵唇(2)橡膠體，通過鎖口(6)自由轉(zhuǎn)動配合在外油封體倒U形金屬骨架(4)倒U形型腔中，組合連成一類似迷宮式的幾何形狀整體，驅(qū)動軸帶動內(nèi)油封體運(yùn)轉(zhuǎn)與外油封形成相對旋轉(zhuǎn)運(yùn)動。
2.如權(quán)利要求1所述的LU型金屬骨架反向組合唇形迷宮密封圈，其特征在于:所述反向L形垂直臂背部上制有環(huán)形貯油槽(I)。
3.如權(quán)利要求1所述的LU型金屬骨架反向組合唇形迷宮密封圈，其特征在于:外油封體的鉤形密封唇口采用環(huán)形彈簧(5 )加壓，環(huán)形彈簧(5 )裝配在鉤形密封唇口內(nèi)。
4.如權(quán)利要求1所述的LU型金屬骨架反向組合唇形迷宮密封圈，其特征在于:鉤形密封唇口和雙鉤防塵唇(2)與各自骨架的偶合間隙為±0.2mm。
5.如權(quán)利要求1所述的LU型金屬骨架反向組合唇形迷宮密封圈，其特征在于:內(nèi)油封體雙鉤防塵唇(2 )沿外油封體骨架倒U形內(nèi)壁自由轉(zhuǎn)動，互不干涉。
6.如權(quán)利要求1?5任意一項(xiàng)所述的LU型金屬骨架反向組合唇形迷宮密封圈,其特征在于:在內(nèi)油封體和外油封體配合組成的旋轉(zhuǎn)軸唇形密封圈中，外油封體鉤形密封唇口與內(nèi)油封體反向L形金屬骨架(3)反向L垂直立臂間形成的三角環(huán)形區(qū)和內(nèi)油封體雙鉤防塵唇2環(huán)形空間區(qū)域，填充有潤滑脂(7)，內(nèi)部油液被密封在迷宮空間型腔內(nèi)。
【文檔編號】F16J15/447GK103644304SQ201310670851
【公開日】2014年3月19日 申請日期:2013年12月10日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月10日
【發(fā)明者】楊芳, 匡永科, 陳翔 申請人:四川諾成航空橡塑密封有限責(zé)任公司