CN101021271A - 新型轴密封油封及其密封唇材料 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种新型轴密封油封以及用于制造本油封密封唇的材料，油封密封唇采用新型填充聚苯脂、玻璃纤维、三氧化二铬或填充聚对羟基苯甲酸脂、玻璃纤维和三氧化二铬的聚四氟乙烯材料，密封唇折弯端部压合在橡胶体和骨架之间，骨架和密封唇与橡胶体硫化成型，整合为一体，橡胶体上设置有密封唇口，本发明综合了橡胶和填充聚四氟乙烯在轴密封领域上的优良特性，自动补偿能力强、摩擦系数低且自润滑性能好、耐高温和化学腐蚀，提高油封的使用寿命并且不会导致对轴的非正常磨损，同时，密封唇口设置的导向角使油封安装时不需要护套和其它专用工具，油封密封唇装配强度高，在安装和运转过程中不会发生密封唇卷口、破损或剥离的情况。

Description

新型轴密封油封及其密封唇材料

技术领域

本发明涉及一种轴密封装置，特别涉及一种新型轴密封油封，本发明还涉及用于制造油封密封唇的材料。

背景技术

在各种发动机、机械领域的变速箱、曲轴箱等需要润滑的装置中，轴密封油封是不可缺少的构件。现有技术中，常用的油封是由金属骨架、设置有密封唇的橡胶件和弹簧构成，利用弹簧和橡胶本身具有的弹性使密封唇与轴之间紧密接触达到阻止润滑油泄漏的目的，同时，在密封唇磨损后起到自动补偿作用。由于橡胶自身摩擦系数大、弹性模量高，随着轴的高速运转和高低温工作环境的变化，出现紧密抱轴而使密封唇与轴之间没有润滑油膜而导致密封唇与轴发生干摩擦，出现“干烧”情况，橡胶密封唇口极易磨损。经过改进，通过在摩擦接触面上油膜润滑来延长油封寿命，但是，油膜大小难以控制，油膜过大则润滑油泄漏，油膜过小则出现“干烧”情况。因此，此种油封工作寿命短，容易发生泄漏。为解决以上问题，中国专利ZL02267492公开了一种非组合聚四氟乙烯油封，包括骨架、橡胶体和聚四氟乙烯密封环，聚四氟乙烯密封环折弯后一端粘合在橡胶体上，通过橡胶体锁紧并固定聚四氟乙烯密封环，聚四氟乙烯密封环的另一端为密封唇。聚四氟乙烯具有摩擦系数低、耐高温、强度高、自润滑性好的特性，应用在油封上可以明显的改善漏油和“干烧”的情况，延长了油封使用寿命。但是，聚四氟乙烯材料弹性系数小，安装后自动补偿能力差，转动过程中对轴的随动抱紧能力不够，稍一磨损就容易发生漏油的情况，如果通过增加过盈来达到对轴的抱紧，就会加大轴的磨损，降低轴的使用寿命，而且，这种结构的油封在与轴的装配过程中需要专门的护套和其它辅助工具，否则极易发生密封唇片卷口的情况。另外，中国专利ZL02268234公开了一种轴密封油封，这种油封是在普通橡胶骨架油封的密封唇与轴接触的表面上胶粘有聚四氟乙烯薄层。这种结构的油封，在装配和运转时聚四氟乙烯密封唇容易损坏或剥离，从而导致油封损坏和润滑油的泄漏。

因此，需要一种安装简便、弹性好、自动补偿能力强、摩擦系数低、自润滑性能好，使轴不出现非正常磨损现象，并且在安装和运转时不发生卷边和剥离情况的油封。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的是提供一种安装简单快捷、弹性好、自动补偿能力强、摩擦系数低且自润滑性能好的材料制造密封唇的油封，能自动补偿运转过程中的磨损、提高油封的使用寿命并且不导致对轴的非正常磨损，同时，安装和运转过程中不会使密封唇卷口、破损或剥离。

本发明所述的新型轴密封油封，包括橡胶体、骨架、聚四氟乙烯密封唇和副唇，骨架包裹在橡胶体内，密封唇粘合在橡胶体内工作面，所述聚四氟乙烯密封唇的材料为填充聚苯脂、玻璃纤维和三氧化二铬或填充聚对羟基苯甲酸脂、玻璃纤维和三氧化二铬的聚四氟乙烯。

进一步，所述密封唇端部向外折弯，折弯端部压合在橡胶体和骨架之间，骨架和密封唇与橡胶体硫化成型，整合为一体；

进一步，所述橡胶体上设置有密封唇口，密封唇口内径不大于填充聚四氟乙烯密封唇内径；

进一步，所述密封唇口上设置有导向角α；

进一步，所述密封唇与橡胶体接触表面用钠与氨溶液或萘与钠络合物进行化学处理；

进一步，所述填充聚四氟乙烯密封唇内圆表面加工有回油槽；

进一步，所述橡胶体的外圆表面平行设置有环形齿纹；

进一步，所述在所述密封唇口端面处装上弹簧圈。

本发明的另一目的在于提供一种制造上述新型轴密封油封密封唇的材料，按重量比该材料由以下组分组成：

悬浮聚四氟乙烯树脂    75％

聚对羟基苯甲酸脂      10％

玻璃纤维              10％

三氧化二铬            5％

或者

悬浮聚四氟乙烯树脂    70％

聚苯脂                15％

玻璃纤维              10％

三氧化二铬            5％

本发明的有益效果：本发明所述的新型轴密封油封密封唇采用了特殊配比的填充聚四氟乙烯材料，聚四氟乙烯本身就具有耐高低温、耐化学腐蚀并且自润滑性好的特性，添加以上物质后，该材料弹性较好、自润滑性能更优越，耐高温和化学腐蚀能力更强；密封唇折弯端部压合在橡胶体和骨架之间，密封唇与橡胶体硫化成型，整合为一体，这种结构综合了橡胶和填充聚四氟乙烯在轴密封领域上的优良特性，使整个油封有良好的自动补偿能力，装配过程中不需要较大的过盈，加之特殊配比的填充聚四氟乙烯材料的优良特性，不会造成轴的非正常磨损，并提高油封和轴的使用寿命；同时，这种结构使密封唇的装配更加牢固，不易发生剥离和破损；在油封的内圈橡胶上设置有密封唇口，聚四氟乙烯密封唇的面密封和橡胶密封唇口的线密封相结合，密封效果更好；密封唇口上设置有导向角，因此本发明的油封在安装过程中不需要护套和专用工具，使安装过程简单快捷且密封唇不发生卷边或破损的情况。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明作进一步描述。

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明的实施例1结构示意图；

图3为本发明的实施例2结构示意图。

具体实施方式

图1为本发明的结构示意图，本发明的新型轴密封油封，包括橡胶体1、骨架3、聚四氟乙烯密封唇2和副唇；密封唇2的材料为含有平均粒度为25-50μm的悬浮聚四氟乙烯树脂75％、聚对羟基苯甲酸脂10％、玻璃纤维10％、三氧化二铬5％的新型填充聚四氟乙烯，这种新型材料自润滑性能好、耐高温和耐化学腐蚀能力较强；骨架3的材料为表面经过磷化处理的金属铁；所述密封唇2端部向外折弯，折弯端部压合在橡胶体1和骨架3之间，骨架3和密封唇2与橡胶体1硫化成型，整合为一体，并且密封唇2与橡胶体1接触表面在硫化成型前用钠与氨溶液或萘与钠络合物进行化学处理，使之牢固粘合在橡胶体表面，保证装配和运转过程中不脱落或松动；橡胶体1的外圆表面平行设置有环形齿纹，安装后起到锁紧作用；由于橡胶有较好的弹性，并且新型填充聚四氟乙烯的弹性好于其它聚四氟乙烯材料，因此橡胶体1的工作面和密封唇2一同起到自动补偿作用；密封唇口4的内径小于填充聚四氟乙烯密封唇2大约0.5mm左右，并设置有利于装配到轴上的装配导向角α，一般为30°-45°，有利于油封的安装，安装过程不需要护套等其它辅助工具，使安装过程简单快捷，同时，在装配时保护密封唇2不发生卷边或破损，并且起到初步的密封效果。本发明的油封密封唇为面密封结构，密封唇口为线密封，因此，本油封结合了聚四氟乙烯密封唇的面密封和橡胶密封唇口的线密封为一体，密封效果更好。当然，骨架3的材料也不局限于金属铁，也可以是在强度上满足要求的其它材料。

图2为本发明的实施例1示意图，本实施例适合于曲轴润滑油密封上的应用。在图1所示的油封的填充聚四氟乙烯密封唇2与轴接触的表面设置有多条回油槽5，回油槽深0.25mm-0.3mm，宽0.08mm-0.12mm，回油槽5为螺旋线方式设置，并根据轴的转向不同回油槽5的旋向也不同，本实施例的回油槽5的旋向为左旋，适合于向右旋转的轴，回油槽5有利于在摩擦副表面形成足够小的油膜。由于曲轴转速一般较高，润滑油的密封要求油封有较大的抱紧力，因此，在密封唇口4端面处装上弹簧圈6，加大密封唇口4装在轴上的抱紧力，使油封的密封效果更好。

图3为本发明的实施例2结构示意图，本实施例适合于变速箱轴润滑油密封上的应用。因为变速箱轴转速较曲轴低，因此本实施例同实施例1的区别仅在于密封唇口4端面处不设置有弹簧圈6，节约制造成本。

本发明所述油封密封唇材料实施例，按重量比该材料由以下组分组成：

悬浮聚四氟乙烯树脂，平均粒度为25-50μm    75％

聚对羟基苯甲酸脂                          10％

玻璃纤维                                  10％

三氧化二铬                                5％

密封唇材料的另一种配比方式为：

悬浮聚四氟乙烯树脂，平均粒度为25-50μm    70％

聚苯脂                                    15％

玻璃纤维                                  10％

三氧化二铬                                5％

上述聚苯脂，玻璃纤维，三氧化二铬都是在悬浮聚四氟乙烯树脂的优越性的基础上，填充聚苯脂是针对不磨损轴，提高油封主唇耐高温，耐溶剂和增强主唇材料的自润滑性能；玻璃纤维用于提高材料主唇的耐磨耗性及延伸性；三氧化二铬可以增强主唇的材料硬度和耐化学腐蚀性能。聚苯脂是由聚对羟基苯甲酸脂提取得到，聚苯脂的自润滑性性能，耐高温性好，但成本比较高，由于使用聚对羟基苯甲酸脂能满足本发明所述的要求，因此，使用聚对羟基苯甲酸脂填充为更佳方案。

本发明的油封能很好的解决现有技术中存在的需要解决技术问题，通过以下实验数据来说明。

本发明的油封性能实验记录：

一：1、试验时间：700小时

2、油封台架试验机：江都市明珠试验机械厂

3、试验机轴径：￠95，硬度：HRC55

4、粗糙度：0.43，中心偏移量：0.3，试验机转速：3500r.p.m

5、油封平面度：0.05

6、试验用油：1#标油

二：试验结果

1、累计时间700小时无漏油现象，轴基本无磨损现象。

2、断续时间：/次，12小时——温度：90℃

3、断续时间：/次，8小时——温度：130℃

4、断续时间：/次，24小时——温度：110℃

三：主唇口样件(填充聚四氟乙烯

1、抗拉强度Mpa：≥20

2、延展率％：≥350

3、硬度(邵D)：60±5

4、比重：2.14-2.19

5、静摩擦系数：≤0.015

6、动摩擦系数：≤0.1

四：1、熔点(℃)327

2、最高连续使用温度：220

五：耐化学品性能：

1、酸、碱：100℃×10天

2、有机溶剂：100℃×10天

通过同现有技术油封性能数据对比，本发明所述油封在保证密封效果的同时，在使用寿命、对轴的磨损、耐高温以及耐化学品腐蚀方面的性能都大大优于现有技术的油封。通过以上数据对比，同时也说明了本发明的油封密封唇材料在耐高温、自润滑性能、耐化学腐蚀等方面都要优于现有技术密封唇材料。

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (10)

1.一种新型轴密封油封，包括橡胶体(1)、骨架(3)、聚四氟乙烯密封唇(2)和副唇，骨架(3)包裹在橡胶体内，密封唇(2)粘合在橡胶体内工作面，其特征在于：所述聚四氟乙烯密封唇(2)的材料为填充聚苯脂、玻璃纤维和三氧化二铬或填充聚对羟基苯甲酸脂、玻璃纤维和三氧化二铬的聚四氟乙烯。

2.根据权利要求1所述新型轴密封油封，其特征在于：所述密封唇(2)端部向外折弯，折弯端部压合在橡胶体(1)和骨架(3)之间，骨架(3)和密封唇(2)与橡胶体(1)硫化成型，整合为一体。

3.根据权利要求1或2所述新型轴密封油封，其特征在于：所述橡胶体(1)上设置有密封唇口(4)，密封唇口(4)内径不大于填充聚四氟乙烯密封唇(2)内径。

4.根据权利要求3所述新型轴密封油封，其特征在于：所述密封唇口(4)上设置有导向角α。

5.根据权利要求1、2或4所述新型轴密封油封，其特征在于：所述密封唇(2)与橡胶体接触表面用钠与氨溶液或萘与钠络合物进行化学处理。

6.根据权利要求5所述新型轴密封油封，其特征在于：所述填充聚四氟乙烯密封唇(2)内圆表面设置有回油槽(5)。

7.根据权利要求6所述新型轴密封油封，其特征在于：所述橡胶体(1)的外圆表面平行设置有环形齿纹。

8.根据权利要求7所述新型轴密封油封，其特征在于：在所述密封唇口(4)端面处装有弹簧圈(6)。

9.一种用于制造权利要求1所述新型轴密封油封密封唇的材料，按重量比该材料由以下组分组成：

悬浮聚四氟乙烯树脂    75％

聚对羟基苯甲酸脂      10％

玻璃纤维              10％

三氧化二铬            5％。

10.一种用于制造权利要求1所述新型轴密封油封密封唇的材料，按重量比该材料由以下组分组成：

悬浮聚四氟乙烯树脂    70％

聚苯脂                15％

玻璃纤维              10％

三氧化二铬            5％。

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