翻邊式轉(zhuǎn)葉舵機密封裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及一種密封裝置，尤其涉及一種翻邊式轉(zhuǎn)葉舵機密封裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]到目前為止轉(zhuǎn)葉舵機油缸的密封形式已有數(shù)十種，大致可歸為四種情況:間隙密封、橡膠密封、金屬補償密封以及組合補償密封。
[0003]間隙密封的原理是根據(jù)間隙部位壓力差產(chǎn)生的推力來阻止油液泄露的，其間隙值通常在0.01?0.02毫米之間。這種密封結(jié)構(gòu)為非接觸型密封，結(jié)構(gòu)形式簡單，主要依靠制造與安裝精度來保證，導(dǎo)致內(nèi)泄露較大，可靠性差，而且針對很小的油封壓差還需設(shè)計復(fù)雜的輔助系統(tǒng)。因此一旦在制造過程中出現(xiàn)誤差或者磨損導(dǎo)致間隙與偏心率過大都會產(chǎn)生過大的泄漏量，使轉(zhuǎn)葉油缸容積效率低，并且由于溫度的變化容易使葉片發(fā)生絞死現(xiàn)象。
[0004]橡膠密封式依賴橡膠自身具有的彈性以及橡膠在液壓油作用下會發(fā)生形變的機理來進行密封的，而且隨壓力增大橡膠將在物體表面貼的更緊。這種密封形式裝配工藝比較復(fù)雜，對密封槽及表面加工質(zhì)量要求高，否則橡膠會因過大的摩擦力而磨損壞，且一旦磨損后補償性差。特別是采用橡膠的自封壓緊密封件在轉(zhuǎn)葉油缸工作中會產(chǎn)生較大的變形，導(dǎo)致其靜摩擦阻力遠大于動摩擦阻力，這會在舵機系統(tǒng)低壓時出現(xiàn)爬行抖動及不易操作等問題。另外由于橡膠密封件經(jīng)常置于油液中，避免不了自身存在的老化變硬現(xiàn)象，使其失去密封效果。因此如果能研制出具有耐磨耐壓及較高機械強度的材料，則該類型密封會廣泛的應(yīng)用前景。
[0005]金屬補償密封是依靠金屬密封條來實現(xiàn)密封，而其補償在體現(xiàn)在磨損后可用背部的彈簧或者橡膠的彈性達到補償?shù)哪康?。這種密封形式安裝比較方便，工作也較可靠，常用彈簧代替橡膠使其彈性補償作用更有所保障。但該密封形式需要將密封條與葉片溝槽精細加工，二者的間隙要適當(dāng)，不然會造成其他的泄露。另外由于安裝容積及尺寸限制彈簧彈力，當(dāng)轉(zhuǎn)葉油缸的腔室壓力大于5Mpa時，系統(tǒng)的密封性能變差。
[0006]塑料補償密封是采用聚四氟乙烯等密封條替換金屬密封條來作填充，并在其背部安裝橡膠使其被壓在密封表面上，這樣可以提高耐磨性及密封性能。謝良喜，孔建益等針對轉(zhuǎn)葉式舵機葉片密封性能差的問題，提出了一種橡膠與聚四氟乙烯組合密封方案，即在定子內(nèi)壁與轉(zhuǎn)子葉片之間再加上聚四氟乙烯，而不直接讓橡膠接觸定子內(nèi)壁，并將組合密封條做成C形門柱狀內(nèi)嵌至葉片里。這種組合密封充分利用了聚四氟乙烯潤滑性好、不黏著金屬以及摩擦系數(shù)低等材料特性，彌補了單獨使用橡膠密封造成的摩擦力大以及低速爬行的不足。但橡膠長期使用后會致使其彈性失效，不足以提供足夠的動力使聚四氟乙烯壓緊密封表面。
[0007]中國專利公開號為:CN201517613U，授權(quán)公告日為:2010年6月30日的實用新型專利公開了一種轉(zhuǎn)葉式舵機密封裝置，包括壓緊彈簧和密封件，所述壓緊彈簧的一端頂在舵機轉(zhuǎn)子的密封槽底部，另一端頂在密封件的背面上，密封件的正面貼緊舵機箱體的住密封面，所述密封槽的內(nèi)壁上設(shè)置有壓力油孔，壓力油孔的另一端通向舵機轉(zhuǎn)子的兩側(cè)壁并分別經(jīng)單向閥與舵機轉(zhuǎn)子兩側(cè)的壓力腔室相連通。其優(yōu)點是:實現(xiàn)了主密封面和其他密封面的預(yù)載荷密封和壓力載荷密封。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本實用新型的目的是針對現(xiàn)有轉(zhuǎn)葉式舵機密封裝置密封效果欠佳，提供一種結(jié)構(gòu)簡單，整體密封效果好的翻邊式轉(zhuǎn)葉舵機密封裝置。
[0009]本實用新型的目的是這樣實現(xiàn)的:包括定子、設(shè)置在定子下端的密封槽和轉(zhuǎn)子軸，其特征在于:在所述密封槽中設(shè)置有組合式密封件，所述組合式密封件包括與轉(zhuǎn)子軸主密封面接觸的聚四氟乙烯層、設(shè)置在聚四氟乙烯層上的彈性橡膠、設(shè)置在彈性橡膠中間位置的圓形孔槽中的橡膠氣囊和具有Y型油孔的聚四氟乙烯墊片，所述具有Y型油孔的聚四氟乙烯墊片設(shè)置彈性橡膠的上方并同時與彈性橡膠和橡膠氣囊接觸，所述密封槽的內(nèi)壁設(shè)置有壓力油孔，且所述Y型油孔的一端與具有Y型油孔的聚四氟乙烯墊片、彈性橡膠和橡膠氣囊三者所形成的空隙相通，Y型油孔的另一端與壓力油孔的一端相通，所述壓力油孔的另一端分成兩個通道分別通向定子的兩側(cè)并分別經(jīng)梭閥與定子兩側(cè)的壓力腔室相連通。
[0010]本實用新型還包括這樣一些結(jié)構(gòu)特征:
[0011]1.所述具有Y型油孔的聚四氟乙烯墊片與橡膠氣囊接觸的端部設(shè)置有圓弧狀凸愣。
[0012]2.所述彈性橡膠中間位置的圓形孔槽的槽頂邊均設(shè)置有倒角。
[0013]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型的有益效果是:本實用新型密封件是聚四氟乙烯、彈性橡膠和橡膠氣囊一體化密封，不僅使組合密封件的主密封面與轉(zhuǎn)子軸有一定的初始預(yù)壓力，而且由于彈性氣囊的作用使得組合密封件與密封槽各壁均有初始預(yù)壓力，可進一步提高密封性能。本實用新型在系統(tǒng)低壓時，橡膠氣囊的作用力起密封的主導(dǎo)作用，當(dāng)壓力高時，橡膠氣囊不足以密封時，則通過油壓與橡膠氣囊的一起作用，使密封效果隨系統(tǒng)油壓的增大而進一步的提高，其中油壓是由定子上安裝的梭閥來提供的。本實用新型與中國專利公開號為CN201517613U公開的轉(zhuǎn)葉式舵機以彈簧來提供主密封面初始預(yù)載荷的密封裝置相比，橡膠氣囊具有同時提供主密封面和各個側(cè)壁的初始預(yù)載荷，使靜密封效果得到顯著提升，且其結(jié)構(gòu)相對簡單、制作成本低。
【附圖說明】
[0014]圖1是本實用新型的整體結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0015]下面結(jié)合附圖與【具體實施方式】對本實用新型作進一步詳細描述。
[0016]參見附圖1，本實用新型提供一種翻邊式轉(zhuǎn)葉舵機密封裝置，包括聚四氟乙烯橡膠密封條、橡膠氣囊、聚四氟乙烯墊片、壓力油孔和梭閥，其中所述橡膠氣囊被聚四氟乙烯橡膠密封條局部包裹與聚四氟乙烯墊片形成一個密封整體，對各密封面都有初始預(yù)載荷，不僅實現(xiàn)了密封件與主密封面的密封，而且還實現(xiàn)了密封件與密封槽內(nèi)壁之間的密封。密封槽的內(nèi)壁上設(shè)置有壓力油孔，壓力油孔的另一端通向舵機定子的兩側(cè)壁，并分別經(jīng)梭閥與舵機定子兩側(cè)的壓力腔室相連通。靜密封與動密封相結(jié)合增加翻邊式轉(zhuǎn)葉舵機的密封性能，極大地減少轉(zhuǎn)葉式液壓舵機內(nèi)部的油液泄露，保證船舶在海上的安全航行。
[0017]本實用新型的一種轉(zhuǎn)葉式舵機密封裝置，其中帶有Y型油孔12的聚四氟乙烯墊片11、橡膠氣囊6、彈性橡膠5以及包裹在彈性橡膠外圍的聚四氟乙烯層10形成組合式密封，組合式密封件的正面貼緊轉(zhuǎn)子軸的主密封面8，密封槽4的內(nèi)壁上設(shè)置有壓力油孔3，壓力油孔3的另一端通向舵機定子I的兩側(cè)壁并分別經(jīng)梭閥2與舵機定子I兩側(cè)的壓力腔室相連通。
[0018]本實用新型所述的一種密封件也可以說是一種斷面為正四邊形的密封條，且在密封條的內(nèi)部開有圓形孔槽，也即彈性橡膠5的中間位置設(shè)置有圓形孔槽，橡膠氣囊6被卡在圓形孔槽內(nèi)，橡膠氣囊6與彈性橡膠5緊密貼合，為了讓密封件更加均勻受力，在所述圓形孔槽的槽頂邊上均設(shè)置有倒角9，帶有凸楞的且內(nèi)部設(shè)置有Y型壓力油孔12的聚四氟乙烯墊片11使其凸楞頂在橡膠氣囊6上。舵機定子I的密封槽4上設(shè)置有壓力油孔3，壓力油孔3中的壓力油進入密封槽4內(nèi)通過聚四氟乙烯墊片Y型油孔后，對橡膠氣囊6的背面施加壓力載荷，使組合密封件與轉(zhuǎn)子軸7的接觸應(yīng)力大于密封壓力，從而實現(xiàn)了主密封面8的動態(tài)密封。在對主密封面作用的同時，由于本實用新型的特殊結(jié)構(gòu)能夠同時對密封槽4的側(cè)壁施力，進而提高了密封槽4兩側(cè)壁的動態(tài)密封效果。在靜止?fàn)顟B(tài)時，即在壓力油孔3沒有供給壓力油時，橡膠氣囊6可以向密封件全方位施力，所以在靜止?fàn)顟B(tài)組合密封件依然對密封槽4的兩側(cè)壁施加預(yù)載荷，使密封槽4的兩側(cè)壁不容易產(chǎn)生泄露現(xiàn)象，有效地提高了組合密封件對各密封面的靜態(tài)密封效果。
[0019]所述的橡膠氣囊6具有很好的耐壓性和彈性。由于轉(zhuǎn)葉式舵機工作是作雙向旋轉(zhuǎn)運動，分別設(shè)置在舵機定子I兩側(cè)的兩個梭閥2構(gòu)成了一個邏輯閥組，使得舵機向任意一個方向運動時，高壓腔的壓力載荷均會通過一個梭閥2可靠的施加在密封件上。
[0020]一種轉(zhuǎn)葉式舵機密封裝置，包括橡膠氣囊和密封件，所述橡膠氣囊被局部包裹在聚四氟乙烯橡膠密封條內(nèi)與帶有Y型油孔的聚四氟乙烯墊片形成一個密封整體，密封件的正面貼緊轉(zhuǎn)子軸的主密封面，密封槽的底端設(shè)置有壓力油孔，壓力油孔的另一端通向舵機定子的兩側(cè)壁并分別經(jīng)梭閥與舵機定子兩側(cè)的壓力腔室相連通。
[0021]所述密封件是斷面為正四邊形且在正四邊形的內(nèi)部開有圓形孔槽的密封條，具體的說是圓形孔槽設(shè)置在彈性橡膠5上，橡膠氣囊被卡在圓形孔槽內(nèi)。
[0022]所述帶有Y型油孔的聚四氟乙烯墊片帶有圓弧狀凸楞，圓弧狀凸楞直接頂在橡膠氣囊上。
[0023]所述橡膠氣囊外壁緊貼在彈性橡膠5內(nèi)部圓形孔槽內(nèi)壁上。
[0024]所述圓形孔槽兩側(cè)壁的槽頂邊上均設(shè)置有倒角9。
[0025]所述聚四氟乙烯橡膠密封條是在彈性橡膠6外部包裹一層聚四氟乙烯層10。
【主權(quán)項】
1.翻邊式轉(zhuǎn)葉舵機密封裝置，包括定子、設(shè)置在定子下端的密封槽和轉(zhuǎn)子軸，其特征在于:在所述密封槽中設(shè)置有組合式密封件，所述組合式密封件包括與轉(zhuǎn)子軸主密封面接觸的聚四氟乙烯層、設(shè)置在聚四氟乙烯層上的彈性橡膠、設(shè)置在彈性橡膠中間位置的圓形孔槽中的橡膠氣囊和具有Y型油孔的聚四氟乙烯墊片，所述具有Y型油孔的聚四氟乙烯墊片設(shè)置彈性橡膠的上方并同時與彈性橡膠和橡膠氣囊接觸，所述密封槽的內(nèi)壁設(shè)置有壓力油孔，且所述Y型油孔的一端與具有Y型油孔的聚四氟乙烯墊片、彈性橡膠和橡膠氣囊三者所形成的空隙相通，Y型油孔的另一端與壓力油孔的一端相通，所述壓力油孔的另一端分成兩個通道分別通向定子的兩側(cè)并分別經(jīng)梭閥與定子兩側(cè)的壓力腔室相連通。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的翻邊式轉(zhuǎn)葉舵機密封裝置，其特征在于:所述具有Y型油孔的聚四氟乙烯墊片與橡膠氣囊接觸的端部設(shè)置有圓弧狀凸楞。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的翻邊式轉(zhuǎn)葉舵機密封裝置，其特征在于:所述彈性橡膠中間位置的圓形孔槽的槽頂邊均設(shè)置有倒角。
【專利摘要】本實用新型提供一種翻邊式轉(zhuǎn)葉舵機密封裝置，包括聚四氟乙烯橡膠密封條、橡膠氣囊、聚四氟乙烯墊片、壓力油孔和梭閥，其中所述橡膠氣囊被聚四氟乙烯橡膠密封條局部包裹與聚四氟乙烯墊片形成一個密封整體，對各密封面都有初始預(yù)載荷，不僅實現(xiàn)了密封件與主密封面的密封，而且還實現(xiàn)了密封件與密封槽內(nèi)壁之間的密封。密封槽的內(nèi)壁上設(shè)置有壓力油孔，壓力油孔的另一端通向舵機定子的兩側(cè)壁，并分別經(jīng)梭閥與舵機定子兩側(cè)的壓力腔室相連通。靜密封與動密封相結(jié)合增加翻邊式轉(zhuǎn)葉舵機的密封性能，極大地減少轉(zhuǎn)葉式液壓舵機內(nèi)部的油液泄露，保證船舶在海上的安全航行。
【IPC分類】F16J15/46
【公開號】CN204878746
【申請?zhí)枴緾N201520564975
【發(fā)明人】梁利華, 任振飛, 史洪宇, 杜雪, 苑佳, 油興田, 張永慶
【申請人】哈爾濱工程大學(xué)
【公開日】2015年12月16日
【申請日】2015年7月31日