低摩擦油封的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及用于密封旋轉(zhuǎn)軸的油封的結(jié)構(gòu),尤其涉及一種低摩擦油封。
【背景技術(shù)】
[0002]汽車發(fā)動機或變速箱中,各種相互運動的滑動及滾動部件,在相互運動過程中都將產(chǎn)生摩擦磨損,同時引起能量消耗即產(chǎn)生摩擦功。摩擦功的存在降低了發(fā)動機的功率,且增加了燃油耗。一般認(rèn)為,摩擦消耗占汽車燃料消耗能源的10%-20%。為了節(jié)能減排,提高發(fā)動機功率及降低摩擦損失,目前越來越多的汽車開始采用減摩擦的技術(shù)。例如發(fā)動機的曲軸是一個高速旋轉(zhuǎn)的部件,與之配合的軸瓦,油封等都與其有著相對運動,如何降低這些相對運動副產(chǎn)生的摩擦損失,是目前研究的一個熱點。
[0003]從傳統(tǒng)的旋轉(zhuǎn)油封的發(fā)展來看,目前主要共經(jīng)歷了三代油封技術(shù)。第一代為氟橡膠油封配合抱軸彈簧,該類油封之前廣泛應(yīng)用于各大車廠,但是該油封由于抱軸彈簧的存在,導(dǎo)致了較大的抱軸力及磨損,摩擦功非常高。
[0004]圖1為現(xiàn)有技術(shù)中第二代油封的結(jié)構(gòu)剖視圖,如圖1所示,該油封包括油封外圈I ;、主唇口 2 ^和副唇口 ,主唇口 2 ^與副唇口:^粘接固定,主唇口 2 ^采用聚四氟乙烯(PTFE)材質(zhì),密封在旋轉(zhuǎn)軸4的外壁上。由于聚四氟乙烯材料的自潤滑性,導(dǎo)致其有較低的摩擦系數(shù),并取消了第一代油封中的抱軸彈簧,起到了降低摩擦的作用。由于PTFE擁有較好的耐介質(zhì)性,壽命較長。但PTFE不易降解,抱軸力較大,且很難一次性通過主機廠的發(fā)動機在線泄漏測試,因此又推出了第三代油封技術(shù)。
[0005]第三代油封即氟橡膠油封。該油封在結(jié)構(gòu)形式上與第二代的PTFE油封類似,主要是用氟橡膠材料的主唇口替代了 PTFE材質(zhì)的主唇口。由于氟橡膠的彈性較大,與軸的貼合要好于第二代油封,且同樣沒有抱軸彈簧,抱軸力大大降低,對摩擦功的影響要好于PTFE油封。
[0006]但是第三代低摩擦油封仍然存在缺陷,主要表現(xiàn)在氟橡膠在高速旋轉(zhuǎn)軸的作用下,唇口表面磨損嚴(yán)重,且橡膠在高溫油的浸泡下,性能會產(chǎn)生較大的降低,壽命減少,這同樣不利于密封。
【實用新型內(nèi)容】
[0007]本實用新型提供一種低摩擦油封,以解決現(xiàn)有技術(shù)中的問題,兼顧油封與旋轉(zhuǎn)軸之間的摩擦力和抱軸力要求,提高油封的耐久性。
[0008]本實用新型提供一種低摩擦油封,其中,包括金屬骨架和油封本體,所述油封本體包覆在所述金屬骨架的外側(cè);
[0009]所述油封本體包括用于與裝配孔適配的油封外圈、用于密封在旋轉(zhuǎn)軸外壁的主唇口和用于密封在所述旋轉(zhuǎn)軸外壁的副唇口,所述油封外圈、主唇口和副唇口為一體成型;
[0010]所述主唇口上涂覆有涂層,所述涂層設(shè)置在所述主唇口與所述旋轉(zhuǎn)軸的外壁之間。
[0011]如上所述的低摩擦油封,其中,優(yōu)選的是:所述油封外圈、主唇口和副唇口的材質(zhì)為氟橡膠,所述涂層的材質(zhì)為聚四氟乙烯。
[0012]如上所述的低摩擦油封,其中,優(yōu)選的是:所述涂層的厚度為10±1微米。
[0013]如上所述的低摩擦油封,其中,優(yōu)選的是:所述主唇口朝向所述旋轉(zhuǎn)軸的一側(cè)設(shè)置有連續(xù)的旋轉(zhuǎn)回流紋。
[0014]如上所述的低摩擦油封,其中,優(yōu)選的是:所述回流紋的數(shù)量是三條以上。
[0015]如上所述的低摩擦油封,其中,優(yōu)選的是:所述油封外圈的外壁上設(shè)置有多條凸起筋。
[0016]如上所述的低摩擦油封,其中,優(yōu)選的是:所述金屬骨架為低碳鋼骨架。
[0017]本實用新型提供的低摩擦橡膠設(shè)置油封本體為一體成型,再利用一體成型的油封本體的高彈性,降低了油封與旋轉(zhuǎn)軸之間的抱軸力,在油封本體上設(shè)置涂層來降低油封本體與旋轉(zhuǎn)軸之間摩擦力,從而實現(xiàn)了一種兼顧抱軸力和摩擦力的低摩擦油封。
【附圖說明】
[0018]圖1為現(xiàn)有技術(shù)中第二代油封的結(jié)構(gòu)剖視圖;
[0019]圖2為本實用新型實施例提供的低摩擦油封結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0020]下面結(jié)合實施例對本實用新型進行詳細說明。其中相同的零部件用相同的附圖標(biāo)記表示。需要說明的是,下面描述中使用的詞語“前”、“后”、“左”、“右”、“上”和“下”指的是附圖中的方向,詞語“內(nèi)”和“外”分別指的是朝向或遠離特定部件幾何中心的方向。
[0021]圖2為本實用新型實施例提供的低摩擦油封結(jié)構(gòu)示意圖。本實用新型實施例提供了一種低摩擦油封,可用于密封發(fā)動機曲軸前端及后端、凸輪軸伸出端,或變速箱半軸等汽車類旋轉(zhuǎn)軸,也可以用于其他領(lǐng)域的旋轉(zhuǎn)軸密封。
[0022]如圖2所示,該低摩擦油封包括金屬骨架5和油封本體,油封本體包覆在金屬骨架5的外側(cè)。金屬骨架5起到支撐油封本體的作用,油封本體包括油封外圈1、主唇口 2和副唇口 3。油封外圈I用于與裝配孔適配,主唇口 2用于密封在所述旋轉(zhuǎn)軸4的外壁,對旋轉(zhuǎn)軸4起到密封的作用。副唇口 3用于密封在所述旋轉(zhuǎn)軸4的外壁,起到密封隔離外部灰塵的作用。
[0023]油封外圈1、主唇口 2和副唇口 3為一體成型,其中,主唇口 2上涂覆有涂層6,該涂層6設(shè)置在所述主唇口 2與所述旋轉(zhuǎn)軸4的外壁之間。涂層6的作用是降低油封本體與旋轉(zhuǎn)軸4之間的摩擦力,同時將一體成型的油封本體設(shè)置為具有合適彈性的材質(zhì),以保證合適抱軸力,在保證合適的抱軸力的情況下,通過涂層6降低了摩擦,從而解決了現(xiàn)有技術(shù)中的問題,同時兼顧油封本體與旋轉(zhuǎn)軸之間的摩擦力和抱軸力要求。
[0024]優(yōu)選的是,所述油封外圈1、主唇口 2和副唇口 3的材質(zhì)為氟橡膠,硫化固定在金屬骨架5上,所述涂層6的材質(zhì)為聚四氟乙烯。金屬骨架5優(yōu)選為低碳鋼骨架,起到支撐氟橡膠硫化及外形尺寸的作用,氟橡膠主要起到密封作用,聚四氟乙烯涂層用來降低摩擦系數(shù)。
[0025]本實用新型實施例提供的低摩擦油封通過擠壓被裝配到一個裝配孔內(nèi),其中,可以設(shè)置油封外圈I與該裝配孔為過盈配合,一是起到固定油封裝配位置的作用,二是起到密封的作用,防止介質(zhì)通過油封外圈泄漏在外部或者外部雜質(zhì)進入到機體內(nèi)。
[0026]優(yōu)選的是,所述油封外圈I的外壁上設(shè)置有多條凸起筋7,該凸起筋7可以是與油封外圈I為一體成型而成。通過設(shè)置凸起筋7來實現(xiàn)油封外圈I與裝配孔的過盈配合。本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解的是,該凸起筋7的數(shù)量可以是多條,根據(jù)油封外圈I的外形尺寸和密封要求來設(shè)置,在此不作具體限定。
[0027]在將該低摩擦油封擠進裝配孔時,主唇口 2與旋轉(zhuǎn)軸4實現(xiàn)密封,主唇口 2也采用氟橡膠,與油封外圈I的材質(zhì)一樣,氟橡膠可以起到較好的耐高溫和耐油的作用。
[0028]進一步地,可以在主唇口 2朝向所述旋轉(zhuǎn)軸4的一側(cè)設(shè)置有連續(xù)的旋轉(zhuǎn)回流紋(未示出),通過合理的螺距及深度配合起到栗油的作用,考慮到合理的抱軸力,可以設(shè)置該旋轉(zhuǎn)回流紋的數(shù)量為三條以上。在旋轉(zhuǎn)回流紋模壓成型后,再通過設(shè)備將已經(jīng)配置好的聚四氟乙烯流體均勻地噴涂在主唇口的密封面上,涂層厚度在10微米作用,本實施例中,涂層的厚度為10±1微米。在合適的溫度下,聚四氟乙烯和氟橡膠結(jié)合在一起,達到降低摩擦功的目的。
[0029]本實用新型實施例提供的低摩擦油封,其耐久性的提高主要體現(xiàn)在聚四氟乙烯涂層覆蓋在主唇口與旋轉(zhuǎn)軸的接觸表面,降低了氟橡膠制成的油封本體和旋轉(zhuǎn)軸之間的直接接觸,從而增加了耐磨性能,提高了油封的壽命。通過相關(guān)試驗數(shù)據(jù)證明,該聚四氟乙烯涂層在10萬公里的里程范圍內(nèi)都有效果。超過10萬公里后,表面涂層厚度有一定的損失,但此時由于主唇口與旋轉(zhuǎn)軸之間的長時間的工作,抱軸力有一定的下降,也在一定程度上起到了延續(xù)低摩擦效果和提高耐久性的作用。
[0030]最后應(yīng)說明的是:以上實施例僅用以說明本實用新型的技術(shù)方案,而非對其限制;盡管參照前述實施例對本實用新型進行了詳細的說明,本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解:其依然可以對前述各實施例所記載的技術(shù)方案進行修改,或者對其中部分技術(shù)特征進行等同替換;而這些修改或者替換,并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本實用新型各實施例技術(shù)方案的范圍。
【主權(quán)項】
1.一種低摩擦油封,其特征在于,包括金屬骨架和油封本體,所述油封本體包覆在所述金屬骨架的外側(cè); 所述油封本體包括用于與裝配孔適配的油封外圈、用于密封在旋轉(zhuǎn)軸外壁的主唇口和用于密封在所述旋轉(zhuǎn)軸外壁的副唇口,所述油封外圈、主唇口和副唇口為一體成型; 所述主唇口上涂覆有涂層,所述涂層設(shè)置在所述主唇口與所述旋轉(zhuǎn)軸的外壁之間。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的低摩擦油封,其特征在于:所述油封外圈、主唇口和副唇口的材質(zhì)為氟橡膠,所述涂層的材質(zhì)為聚四氟乙烯。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的低摩擦油封,其特征在于:所述涂層的厚度為10±1微米。4.根據(jù)權(quán)利要求1-3任一所述的低摩擦油封,其特征在于:所述主唇口朝向所述旋轉(zhuǎn)軸的一側(cè)設(shè)置有連續(xù)的旋轉(zhuǎn)回流紋。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的低摩擦油封,其特征在于:所述回流紋的數(shù)量是三條以上。6.根據(jù)權(quán)利要求1-3任一所述的低摩擦油封,其特征在于:所述油封外圈的外壁上設(shè)置有多條凸起筋。7.根據(jù)權(quán)利要求1-3任一所述的低摩擦油封,其特征在于:所述金屬骨架為低碳鋼骨架。
【專利摘要】本實用新型公開了一種低摩擦油封,其中,包括金屬骨架和油封本體,所述油封本體包覆在所述金屬骨架的外側(cè);所述油封本體包括用于與裝配孔適配的油封外圈、用于密封在旋轉(zhuǎn)軸外壁的主唇口和用于密封在所述旋轉(zhuǎn)軸外壁的副唇口,所述油封外圈、主唇口和副唇口為一體成型;所述主唇口上涂覆有涂層,所述涂層設(shè)置在所述主唇口與所述旋轉(zhuǎn)軸的外壁之間。本實用新型提供的低摩擦橡膠設(shè)置油封本體為一體成型,再利用一體成型的油封本體的高彈性,降低了油封與旋轉(zhuǎn)軸之間的抱軸力,在油封本體上設(shè)置涂層來降低油封本體與旋轉(zhuǎn)軸之間摩擦力,從而實現(xiàn)了一種兼顧抱軸力和摩擦力的低摩擦油封。
【IPC分類】F16J15/32
【公開號】CN204784726
【申請?zhí)枴緾N201520392721
【發(fā)明人】冉帆, 梅本付, 王立新, 尹建民
【申請人】上海通用汽車有限公司, 泛亞汽車技術(shù)中心有限公司
【公開日】2015年11月18日
【申請日】2015年6月8日