[發(fā)明專利]彈性結構聚四氟乙烯油封

無效

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• 申請日: 2010-09-28
• 公開（公告）號: CN102418788A
• 公開（公告）日: 2012-04-18
• 發(fā)明（設計）人: 丁攀攀;白駿烈
• 申請（專利權）人: 北京橡膠工業(yè)研究設計院
• 主分類號: F16J15/20
• 分類號: F16J15/20
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發(fā)明涉及了一種密封件，可以適應高溫(300℃)、高速、干磨等苛刻的使用工況，特別適用于發(fā)動機、旋轉分離器等對密封要求較高的情況。

背景技術

在生產(chǎn)過程中人們發(fā)現(xiàn)聚四氟乙烯材料具有“記憶功能”。目前，聚四氟乙烯油封是依靠這個原理起到密封作用的。但是這種油封的靜密封情況不佳，這是由于當旋轉軸停止轉動后，油封唇口的溫度降低，材料的“記憶功能”變弱，這樣油封的徑向力就會降低到不足以密封的程度。另外，由于聚四氟乙烯材料蠕變大，造成油封的尺寸隨時間的推移會產(chǎn)生變形。此外，聚四氟乙烯材料彈性差，也造成了很多亟待解決的密封問題。

汪建的實用新型ZL00220382.0公開了一種解決此問題的油封結構，它由金屬骨架、壓圈、橡膠外殼和聚四氟乙烯內圈等組成，其主要特征為聚四氟乙烯內圈上設有凸筋，主密封唇背部設有彈簧圈。由于聚四氟乙烯材料蠕變大，若使用彈簧來減小聚四氟乙烯材料的蠕變，由于使用彈簧時，油封唇口的受力面積小，會導致唇口應力集中，造成唇口局部磨損，使油封早期密封失效。

發(fā)明內容

技術方案：

為了解決上述問題，本發(fā)明采取一種新的設計方案。本發(fā)明的目的是針對現(xiàn)有技術存在的不足，采用從材料和部件結構兩方面的措施，克服聚四氟乙烯材料的蠕變和彈性差的問題。通過提出一種聚四氟乙烯復合材料制成的彈性結構的組合式油封來解決現(xiàn)有聚四氟乙烯油封的靜態(tài)密封性能不佳的問題。

密封環(huán)(4)是由聚四氟乙烯復合材料制成。此種聚四氟乙烯復合材料是由聚四氟乙烯粉末和補強填料燒結而成的。這里要注重材料的選擇。聚四氟乙烯復合材料的優(yōu)點有化學穩(wěn)定性好、熱穩(wěn)定性好、摩擦系數(shù)小、自潤滑性好，這些都是聚四氟乙烯材料作為油封的得天獨厚的優(yōu)點。該材料的缺點是蠕變、和彈性差。所以選擇聚四氟乙烯復合材料的基本要求是蠕變小、耐介質、高耐磨，當然也要根據(jù)油封實際的工作工況來確定聚四氟乙烯復合材料的類型。一般情況下可以選用玻璃纖維、碳纖維、銅粉、石墨、二硫化鉬、芳綸酯、聚苯酯中的一種或幾種作為填料來改善聚四氟乙烯材料的這些性能。本發(fā)明采用的一個聚四氟乙烯復合材料配合實例如下：

聚四氟乙烯粉末(質量)80％，玻璃纖維(質量)20％

以上材料在一定溫度、壓力下燒結成聚四氟乙烯復合材料型材。

密封環(huán)(4)采用上述型材通過機械加工方式制成。與模壓工藝相比，這種工藝提高了密封環(huán)(4)的尺寸精度，提高了油封唇口和旋轉軸的同心度，進而提高了油封的密封性能。

彈簧片(3)是由彈簧不銹鋼帶或其它有良好彈性的鋼片以普通五金工藝和熱處理方法制成。

彈簧片(3)利用金屬材料應力-應變沒有滯后的特性彌補由于高分子材料滯后性產(chǎn)生的“形變積累”效應，并使密封環(huán)(4)的彈性恢復力得到增加，進而提供穩(wěn)定的油封徑向力。由于彈簧片(3)和密封環(huán)(4)接觸面積大，可給予密封圈(4)較均勻的壓力，這樣就可以避免應力集中的情況出現(xiàn)。油封的徑向力是決定油封密封性能的重要參數(shù)之一。

本發(fā)明中涉及的油封在裝配時，金屬外骨架(1)、密封環(huán)(4)、彈簧片(3)和金屬內骨架壓圈(2)依次配合，然后對金屬外骨架(1)實施機械滾壓，金屬外骨架(1)產(chǎn)生的向內翻口為密封環(huán)(4)、彈簧片(3)和金屬內骨架壓圈(2)提供裝配壓力，以使各部件緊密配合，無需進行粘合。

另外，當本發(fā)明涉及的油封應用于高速工況時，可在密封環(huán)(4)的密封部位上加工回油線以提高其動態(tài)密封性能。

以下結合附圖對本發(fā)明做進一步的說明。

附圖說明

圖1：聚四氟乙烯復合材料彈性結構油封

圖2：帶副唇的聚四氟乙烯復合材料彈性結構油封

其中：

圖1中：1.金屬外骨架，2.金屬內骨架壓圈，3.彈簧片，4.聚四氟乙烯復合材料制成的密封環(huán)。

圖2中：1.金屬外骨架，2.金屬內骨架壓圈，3.彈簧片，4.聚四氟乙烯復合材料制成的密封環(huán)，5.密封副唇。

具體實施方式

實施例：

油封骨架(1，2)的設計參考標準GB/T9877.3-1988(《旋轉軸唇形密封圈結構尺寸系列第三部分：裝配式旋轉軸唇形密封圈》)。

油封骨架(1，2)的加工工藝：

切屑鋼板得到環(huán)形件→將環(huán)形件滾壓成型→機加工→外骨架(1)；

切屑鋼板得到環(huán)形件→將環(huán)形件滾壓成型→內骨架(2)