[發明專利]軸端串聯O型橡膠密封圈密封結構

有效

• 申請號: 201110393832.0
• 申請日: 2011-12-02
• 公開（公告）號: CN102425670A
• 公開（公告）日: 2012-04-25
• 發明（設計）人: 譚援強;胡聰芳;姜勝強;魯學良;劉飛明;凌斗
• 申請（專利權）人: 湘潭大學
• 主分類號: F16J15/18
• 分類號: F16J15/18
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種軸端O型橡膠密封圈密封結構。

背景技術

工程中對密封性能要求高，若密封圈失效，則會引起漏氣、漏液等問題，直接影響整個機械的運轉，有時還會造成重大事故，因此機械設備的密封是個非常重要的問題。對于轉動件之間的密封，O型橡膠密封圈因其成本低廉、結構簡單以及安裝方便等優點，在工業中得到了廣泛應用。工程中很多場合采用單條O型橡膠密封圈和普通串聯密封結構，單O型橡膠密封件的密封存在承壓能力小、壽命短、因為某些原因導致的密封可靠性差等缺陷；軸端的密封是動密封問題，軸套隨著軸轉動，與密封圈之間有摩擦，密封圈容易應力松弛；同時設備運轉時內部的氣壓、油壓都會升高，單條密封圈更容易出現壓縮永久變形、熱空氣老化的現象，并且對承壓能力提出了更高的要求。普通軸端串聯密封結構，因O型橡膠密封圈與結構零件之間存在摩擦，軸向總壓縮量在各個密封圈的分配存在不均衡的現象，橡膠材料為近似不可壓縮材料，導致各O型橡膠密封圈密封面的接觸面積與接觸應力也存在不均衡現象。動密封時受力大的密封圈先失效，發生應力松弛，導致其他密封圈也失效。

發明內容

本發明的目的是提供一種軸端串聯O型橡膠密封圈密封結構。

本發明的技術方案是，一種軸端串聯O型橡膠密封圈密封結構，軸套套在軸上，由≥2個O型橡膠密封圈和≥1個墊片間隔地串聯安裝在箱座和軸套之間，端蓋裝在箱座上并壓在O型橡膠密封圈上。

軸套的外側面有與O型橡膠密封圈數量相同的階梯，靠近端蓋處的階梯軸徑小，遠離端蓋處階梯的軸徑大，O型橡膠密封圈和墊片的內徑與相接觸的階梯的軸徑相同。

橡膠密封圈為2～6個，墊片為1～5個，軸套的外側面有2～6個階梯。

本發明具有如下的技術效果，1.從密封效果來說，此結構的多個密封圈密封效果比單個的O型橡膠密封圈密封可靠性高，安裝在階梯軸套上的串聯密封結構比普通串聯密封效果更好；；2.多個密封圈整體承受箱體內部的氣壓、油壓，O型橡膠密封圈的承壓能力增強；3.因在徑向向各密封圈受壓均衡，失效時各密封圈能實現等壽命，較單條密封和普通串聯密封壽命提高。

附圖說明

圖1是本發明軸端串聯O型橡膠密封圈受端蓋壓縮時的局部剖面結構示意圖。

圖2是本發明軸端串聯O型橡膠密封圈未受端蓋壓縮時的局部剖面結構示意圖。

圖3本發明具體實施的實例中軸端串聯O型橡膠密封圈受端蓋壓縮時的有限元分析應力云圖。

具體實施方式

如圖1、圖2所示，一種軸端串聯O型橡膠密封圈密封結構，軸套5套在軸6上，軸套5的外側面有4個階梯，靠近端蓋處的階梯軸徑小，遠離端蓋處階梯的軸徑大，O型橡膠密封圈2和墊片3的內徑與相接觸的階梯的軸徑相同；4個橡膠密封圈2與3個墊片3間隔地串聯安裝在箱座4和軸套5之間，端蓋1通過螺栓裝在箱座4上并壓在O型橡膠密封圈2上；O型橡膠密封圈2徑向接觸面為工作面；端蓋1凸緣壓縮O型橡膠密封圈2，與端蓋1凸緣接觸的第一個O型橡膠密封圈2受壓并將壓縮傳遞至右側的各個O型橡膠密封圈2，各O型橡膠密封圈2軸向受壓后徑向向發生變形與箱座4和軸端軸套5之間接觸面積增大，并產生接觸應力，箱體內部的氣、液不會因箱座4和軸端軸套5之間的縫隙因密封不嚴而滲出。

如附圖3所示，通過使用有限元分析軟件ABAQUS進行有限元分析，將模型簡化為1°，進行相應前處理，分析當O型橡膠密封圈2與箱座4和軸端軸套5之間的摩擦因數均為為0.18時，左側端蓋1壓入總壓縮量為6.5mm，即平均壓縮率為12.5％時，軸套5的外側面4個階梯軸的各軸段依次半徑差均為0.3mm時即可使各O型橡膠密封圈2徑向接觸應力達到均衡，各接觸應力從左依次為2.93MPa、3.37Mpa、3.43Mpa、3.46Mpa；接觸面積分別為17.49mm²、17.37mm²、17.32mm²、19.86mm²。從分析結果看，密封面的接觸應力和接觸面積相差不大，能達到良好的密封效果。