[發明專利]滑動部件

有效

• 申請號: 201180042852.1
• 申請日: 2011-10-05
• 公開（公告）號: CN103097782A
• 公開（公告）日: 2013-05-08
• 發明（設計）人: 德永雄一郎
• 申請（專利權）人: 伊格爾工業股份有限公司
• 主分類號: F16J15/34
• 分類號: F16J15/34;F16C17/04;F16C33/10;F16C33/74
• 代理公司: 北京三友知識產權代理有限公司 11127
• 代理人: 黨曉林;王小東

技術領域

本發明涉及例如機械密封件、軸承、以及其它適用于滑動部的滑動部件。特別是，涉及使流體介入滑動面使摩擦減低、并且需要防止流體從滑動面泄漏的密封環或者軸承等滑動部件。

背景技術

在作為滑動部件的一例的機械密封件中，為了長期地維持密封性，必須兼顧“密封”與“潤滑”這樣相悖的條件。特別是，近年中，為了環境保護等，為了在謀求防止被密封流體的泄漏的同時降低機械的損失，進一步，提高了低摩擦化的要求。作為低摩擦化的方法能夠這樣達成：通過旋轉在滑動面間產生動壓，形成在介入了液膜的狀態下進行滑動的所謂的流體潤滑狀態。但是，這種情況因為在滑動面間產生正壓，所以流體從正壓部分向滑動面外流出。軸承中稱為側方泄漏，相當于密封時的泄漏。當在密封面外周側存在密封流體，在內周側存在大氣，密封外周側流體時（稱為“內側型”）的內周側泄漏量由下面的公式表示。

公式1

Q=-∫(h312η∂p∂r|r=r1)r1·dθ]]>

Q：滑動面內徑為r1時的內周側泄漏量（負泄漏方向）

h：間隙高度

n：流體粘度

p：壓力

由上述公式可知，越促進流體潤滑，產生動壓，形成液膜，內周端側的壓力梯度越大，h變大了的結果是泄漏量Q增大。

因此，密封時，為了減少泄漏量Q需要使間隙h以及壓力梯度變小。

根據以上內容，以往的密封中，在通過將液膜厚度h減小到不損傷滑動面的程度來維持密封性能的所謂的密封與潤滑的妥協方面是成立的。

因此，在接觸導致即燒粘等表面損傷的環境下使用的密封件中，使其動壓效果優先的結果是，液膜厚度h增大，因此泄漏量增大。另一方面，在即使長期直接接觸也不易產生問題的環境下使用的密封件中，使密封性能優先的結果是，間隙h減小，動壓效果也減小，因此，直接接觸導致的面的磨損和損傷的可能性、和摩擦系數升高。作為前者的結構的示例，例如列舉專利文獻1所記載的發明。所述發明是干氣密封件，但是也可以挪用作液體密封件，其能夠獲得優異的動壓效果，而另一方面，泄漏量非常多。作為后者的構造的示例，有這樣的結構：為了使得即使在直接接觸時也不易產生問題，而在固定環側使用自潤滑性優異的燒制碳，在平面之間進行密封。作為其他的示例，作為動壓產生機構還有實施了波紋或螺紋槽的例子（例如，參照專利文獻2、3）。

在液體密封中，因為液體比氣體粘度大，因此，即使是平面之間，通過面的微小的波紋或粗糙的凹凸等也能夠得到動壓效果。因此，多采用以密封性能為優先的構造。另一方面，為了兼顧密封與潤滑，還設計了若干將所泄漏的液體拉回到高壓側的具有抽吸（pumping，泵吸）效果的機構。例如，專利文獻4中公開了這樣的機構：通過在預先具有間隙的旋轉和靜止2面間設置高度不同的“堤堰（堰）”，利用剪切流進行抽吸。該機構中存在這樣的問題：由于需要機械地提供初始間隙，因此構造變得復雜，并且靜止時也有間隙，因而靜止時會產生泄漏。

另外，非專利文獻1中公開了這樣的構造：使高壓側的流體暫且積存到阻擋（dam）部，在瑞利臺階軸承部產生了動壓后，返回到高壓側。該機構中存在這樣的危險：在液體積存于阻擋部之前不會產生動壓，因此剛開始旋轉后，伴隨著直接接觸地滑動，因此其間會產生表面損傷。

另外，非專利文獻2中公開了這樣的設計：在瑞利臺階的上游側設置抽吸槽（pumping?groove），從而利用旋轉時的剪切流而產生抽吸效果。該機構中存在以下問題：由于通過抽吸槽連接高壓側與低壓側，所以靜止時產生泄漏。