[發明專利]滑動部件

有效

• 申請號: 201380014090.3
• 申請日: 2013-05-15
• 公開（公告）號: CN104169622A
• 公開（公告）日: 2014-11-26
• 發明（設計）人: 井上秀行;細江猛;根岸雄大
• 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
• 代理公司: 北京三友知識產權代理有限公司 11127
• 代理人: 李輝;黃綸偉

技術領域

本發明例如涉及機械密封件、軸承、其他適于滑動部的滑動部件。特別涉及需要在使流體介于滑動面來降低摩擦的同時、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個例子的機械密封件中，為了長期維持密封性，必須兼顧“密封”和“潤滑”這兩個相反的條件。尤其是，近年來，為了環境保護等，進一步提高了低摩擦化的要求，以謀求在防止被密封流體泄漏的同時降低機械性損失。作為低摩擦化的方法，能夠這樣來達成：通過旋轉而在滑動面之間產生動壓，成為在夾著液膜的狀態下進行滑動的所謂流體潤滑狀態。但是，在該情況下，由于在滑動面之間產生正壓，因此流體從正壓部分向滑動面外流出。對于軸承來說為側方泄漏，相當于密封的情況下的泄漏。在密封面外周側存在密封流體，在內周側存在大氣，對外周側的流體進行了密封的情況下(被稱為“內側式”。)的內周側泄漏量以下式示出。

[式1]

Q=-∫(h312η∂p∂r|r=r1)r1·dθ]]>

Q：滑動面內徑r1的內周側泄漏量(負號為泄漏方向)

h：間隙高度

η：流體粘度

p：壓力

根據上式可知：越是促進流體潤滑、產生動壓并形成液膜，內周端側的壓力斜率就越大，h越大，其結果是泄漏量Q増大。

因此，在密封的情況下，為了使泄漏量Q減少，需要減少間隙h和壓力斜率

此外，對于作為與機械密封件的摩擦特性類似的技術的滑動軸承的摩擦特性，已知有圖4所示的“斯特里貝克曲線”(參考文獻：講談社，“摩擦學”，H.杰礎斯著(講談社，“トライボロジー”H.チコス著))。

圖4的橫軸為粘度η×速度v/載荷FN，在粘度和載荷固定的情況下為速度。現在，在使粘度和荷重固定的情況下，在作為中速域的混合潤滑區域“第2：h(間隙)≒R(表面粗糙度)”和作為高速域的流體潤滑區域“第1：h(間隙)＞＞R(表面粗糙度)”，摩擦系數小，而在作為起動時的邊界潤滑區域“第3：h(間隙)→0”，摩擦系數極大。

另一方面，根據本發明的發明人的數值解析，在機械密封件中，施加于滑動面的槽深和滑動面的摩擦系數的關系如圖5所示，槽深與滑動面的摩擦系數的關系根據滑動面的滑動速度而不同。

并且，一般地，設置于機械密封件的動壓產生槽是出于在常用轉速域中體現效果、并且將流體充分導入滑動面這樣的觀點來設計的，動壓產生槽的加工通過機械加工、噴射和激光來進行，是數μm以上的槽深。因此，在中速域和高速域中為低摩擦，而在低速域無法獲得載荷容量，難以實現低摩擦。特別地，由于在起動或停止時無法產生充分的動壓，因此無法發揮充分的潤滑特性，在起動或停止時存在產生響動或產生滑動面的過度接觸這樣的問題。

此外，近年來，作為通過能夠良好地進行被密封流體向滑動面之間的導入及其保持來以不產生過大泄漏的方式降低摩擦系數的機械密封滑動件，在滑動面沿周向設置有多個通過與對方滑動件的相對旋轉而在滑動面之間生成動壓的動壓生成槽，在上述這樣的機械密封滑動件中還提出有以下結構：動壓生成槽由相對于滑動方向具有傾斜角的直線狀的槽或者曲線狀的螺旋槽形成，動壓生成槽的加工通過飛秒激光來進行，槽深為1μm以下(例如，參照專利文獻1和2。)。