[發(fā)明專利]一種彈性補償同軸組合密封圈

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200810029190.4
• 申請日: 2008-07-02
• 公開（公告）號: CN101408248A
• 公開（公告）日: 2009-04-15
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 雷志云;陳雪梅;范清;李正波;鄧聯(lián)勇;肖風(fēng)亮
• 申請（專利權(quán)）人: 廣州機械科學(xué)研究院
• 主分類號: F16J15/16
• 分類號: F16J15/16;F16J9/28;C08L27/18;C08L9/02;C08K5/47;C08K3/22;C08K3/04
• 代理公司: 廣州市華學(xué)知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司
• 代理人: 楊曉松

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及密封件領(lǐng)域，特別涉及一種用于液壓油缸的彈性補償同軸組合密封圈。

背景技術(shù)

液壓密封廣泛應(yīng)用于汽車、石油、化工、能源、制藥、冶金、機械等行業(yè)。一個完整的液壓系統(tǒng)由四個部分組成：動力裝置、執(zhí)行裝置、控制調(diào)節(jié)裝置、輔助裝置。其中，液壓油缸是主要的動力執(zhí)行部件，將液體的液壓能轉(zhuǎn)換成機械能；密封的失效往往是造成整個系統(tǒng)運轉(zhuǎn)失常的重要原因。

目前，液壓油缸普遍采用Y型、U型、V型、O形圈及相關(guān)組合式密封圈。在液壓作用下，Y型、U型、V型等唇形密封圈唇部圓周方向發(fā)生變形，產(chǎn)生接觸應(yīng)力，隨液體壓力的增加，接觸應(yīng)力隨之增大而達(dá)到自密封效果；但這些密封圈的主要缺點是唇口部位易損壞而失去密封作用，內(nèi)壓過高時發(fā)生根部擠出現(xiàn)象。O形圈是液壓工程中使用最廣泛的密封件，特點是結(jié)構(gòu)簡單、制造容易、體積小，但容易發(fā)生擠出和擰扭現(xiàn)象，長期處于變形狀態(tài)導(dǎo)致密封效果下降。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺點，提供一種耐磨損、耐沖擊力、工作穩(wěn)定性好的彈性補償同軸組合密封圈。

本發(fā)明的目的通過下述技術(shù)方案實現(xiàn)：

一種彈性補償同軸組合密封圈，由一個外圈和一個內(nèi)圈組成，作為彈性載體的外圈是D形圈1，其外圓側(cè)面有一條圓弧凹槽；所述內(nèi)圈是階梯型滑環(huán)2，其內(nèi)圓的下階梯面與軸線3形成5°～8°的夾角，上階梯面與下階梯面用倒角過渡。

所述階梯型滑環(huán)的上階梯面與下階梯面的倒角為1/4圓倒角。

所述階梯型滑環(huán)的原材料重量組成份數(shù)為：聚四氟乙烯(簡稱PTFE)55～65重量份，青銅粉30～40重量份，鈦白粉2～3重量份，三氧化二鉻(簡稱鉻綠)1.5～2.5重量份。在上述配方中含有混合顏料，使得滑環(huán)在保持高耐磨性能的同時，滿足用戶對產(chǎn)品外觀的美觀要求。聚四氟乙烯經(jīng)過青銅粉的填充改性，提高了耐高低溫、自潤滑性能、摩擦性能以及蠕變性能。PTFE選用適合混合使用的PTFE細(xì)粉，平均粒徑一般為25μm，具有更高的物理性能，能滿足高品質(zhì)要求。

所述階梯型滑環(huán)的表面粗糙度Ra0.4，Rz3.2。

所述D形圈外圓側(cè)面的圓弧凹槽寬度是6～9mm，深度是1～3mm。

所述D形圈的原材料重量組成份數(shù)為：丙烯腈含量為33％～35％的丁腈橡膠(NBR橡膠)100份，氧化鋅3～5份，硬脂酸1～2份，防老劑2，2，4-三甲基-1，2-二氫喹啉聚合體1.5～3.0份，高耐磨炭黑40～50份，半補強碳黑30～40份，鄰苯二甲酸二辛酯6～8份，硫磺0.6～1份，促進劑二硫化苯并噻唑1.5～2.0份，N-環(huán)己基-2-苯并噻唑次磺酰胺0.8～1.5份，二硫化四甲基秋蘭姆1.5～2.5份。原材料中選用中等丙烯腈含量的NBR橡膠，硫化體系賦予D形圈較深的交聯(lián)密度，既保證較好的耐油性能，又保持良好的彈性性能。

階梯型滑環(huán)經(jīng)配料、壓制、燒結(jié)、車削后獲得；D形圈經(jīng)配料、混煉、擠出預(yù)成型、模壓硫化后獲得，兩者組合即獲得彈性補償同軸密封圈。

本發(fā)明的工作原理是：橡膠唇形密封圈的密封原理是依靠裝填在密封腔體中的預(yù)壓緊力，以其唇邊緊貼密封腔體表面，阻塞泄露通道而獲得密封效果；在介質(zhì)壓力作用時，唇邊進一步貼緊密封腔體表面從而增強阻塞泄露通的密封效果；密封圈受到擠壓和壓縮唇口產(chǎn)生變形，唇口產(chǎn)生了初始壓縮應(yīng)力(Pri)，流體壓力為(Prp)，在流體壓力(Prp)作用下，密封唇口總壓力P為P＝Pri+Prp＞Prp，密封唇邊密封效果增強，從而起到密封作用。受到安裝后的預(yù)緊力作用，階梯型滑環(huán)的工作面即上階梯面會緊貼豎直的活塞桿而輕微的向后傾斜，D形圈因此受到壓縮，若要增大D形圈的初始密封應(yīng)力，可以增加滑環(huán)上階梯面與軸線的夾角。滑環(huán)外圓端面與D形圈內(nèi)圓端面的密封作用是，隨液壓的增大，該處接觸應(yīng)力隨之增大而實現(xiàn)自密封作用，D形圈內(nèi)圓直徑不宜過小，直徑過小會使滑環(huán)對D形圈上部分和下部分的壓縮量過小，導(dǎo)致法向接觸應(yīng)力降低。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有如下優(yōu)點和效果：

(1)本發(fā)明中，階梯型滑環(huán)的錐度結(jié)構(gòu)有利于將液壓油刮回高壓油區(qū)，而且該滑環(huán)采用耐磨、耐腐蝕的聚四氟乙烯材料，不存在唇形圈易在唇口磨損的缺陷，而且其工作面的傾斜結(jié)構(gòu)提供給彈性補償?shù)腄形圈更合理的應(yīng)力分布，同時滑環(huán)的厚度能避免高壓時D形橡膠圈在間隙中被擠出。

(2)本發(fā)明中，采用有外圓端面開有圓弧凹槽的D形圈作彈性補償，可以在密封面上提供更高、更合理的密封應(yīng)力，密封效果好。