CN102128190B - 变工况机械密封试验机密封腔壳体轴向锁紧装置 - Google Patents

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Abstract

一种变工况机械密封试验机密封腔壳体轴向锁紧装置，包括左偏心轮、平键I、输入轴、楔形件、螺杆、导向平键、螺钉、导向套座、中间轴、平键II、右偏心轮、传动箱体，其特征在于靠近输入轴和中间轴上齿轮的同一侧分别装有左偏心轮和右偏心轮，在左偏心轮与右偏心轮之间正下方的传动箱体底部用螺钉固定一导向套座，导向套座中装有楔形件。本发明与现有的密封腔壳体轴向锁紧装置相比，锁紧位置准确、可靠性高，且不受密封介质压力高低的影响，也不会发生由于磨损后造成间隙过大而定位不准确的情况，完全满足机械密封试验时对密封腔壳体的轴向锁紧要求。

Description

变工况机械密封试验机密封腔壳体轴向锁紧装置
技术领域
本发明属于机械密封试验装置领域，特别是涉及一种用于对各种密封试验机尤其是机械密封试验机密封腔壳体进行轴向移动随动调节获取端面比载荷变化后的实现可靠固定的轴向锁紧装置。
背景技术
在公知的密封试验装置中，尤以单悬臂式轴结构应用最为广泛，具有布局紧凑、拆装方便、适应性强以及试验成本低的优点。采用被试验密封作为动力输入轴和密封腔的密封元件，省去了附加密封件。由于机械密封试验机主轴通过端盖穿入到密封腔内，使得密封腔左、右端面受压面积不等，在介质压力作用下密封腔内会产生一个向右的轴向力，这一轴向力随密封腔内介质压力增大而增大，密封腔壳体在此轴向力的推动下，会带动连接于端盖上的静环紧压动环。为保证试验过程中动、静环密封端面比载荷的稳定及调节要求，不至使密封端面的压力过大而产生过度磨损，这就需要轴向锁紧密封腔壳体，以保证密封端面比载荷的稳定性。
目前密封腔壳体轴向固定方法有三种：一种是在轴向导轨下表面采用压板固定支承与密封腔壳体相联的拖板来保证密封腔壳体在导轨上的轴向位置。这种固定方法简单、但在密封试验介质压力较高时固定可靠性差，操作不甚方便。另一种是利用丝杆的自锁性能固定与密封腔壳体相联的拖板在导轨上的轴向位置。这种固定方法不仅可通过转动螺杆来调节密封腔壳体的轴向位置，而且丝杆的自锁性能可以限制支承有密封腔壳体的拖板的轴向移动。这种固定方法简单，操作方便，可靠性较好，但长期使用后会使丝杆、螺母间的间隙增大，以及丝杆的刚度不足都会影响到拖板的位置固定精度。再一种是利用螺栓将拖板齿轮箱上的手轮盘紧压在齿轮箱的前端面上，依靠摩擦力来限制齿轮箱中齿轮的转动，实现与密封腔壳体相联的拖板在导轨上的轴向固定。这种固定方法较为复杂，且可靠性也不高，操作繁琐。
变工况机械密封试验机及密封腔壳体轴向锁紧装置如图1所示：由于机械密封试验时配对的动、静密封环尺寸有一个系列，其轴向尺寸各不相同，当取不同配对的动、静密封环试验时，密封端面在密封腔中的位置会发生变化，密封环的轴向尺寸越大，密封端面在密封腔中的位置越靠左；密封环的轴向尺寸越小，密封端面在密封腔中的位置越靠右。为了保证各种不同尺寸的配对密封环试验时锁紧可靠，安装本锁紧装置前，先将轴套24、动环座22、弹性元件23和最大轴向尺寸的动环25固定在主轴29上随主轴29一起转动；将配套的静环26装在静环座27中并用螺纹与端盖28相联，端盖28用螺栓固定在密封腔壳体21上；密封腔壳体21用螺栓固定在拖板19上，而拖板19装在机械密封试验机的导轨18上；然后将密封腔壳体21及拖板19沿导轨18向右移动，当静环26右端面与动环25左端面贴合后将输入轴4上的左偏心轮2与中间轴11上的右偏心轮13的最小半径Rmin相对，使左偏心轮2与右偏心轮13之间的间距L1为最大，再将装有锁紧装置的传动箱体15用螺栓固定在拖板19的下表面上。
发明内容
本发明的目的是提供一种变工况机械密封试验机密封腔壳体轴向锁紧装置。
本发明的目的是这样实现的：变工况机械密封试验机密封腔壳体轴向锁紧装置是由左偏心轮、平键I、输入轴、楔形件、螺杆、导向平键、螺钉、导向套座、中间轴、平键II、右偏心轮、传动箱体组合而成。在输入轴和中间轴上齿轮的同一侧分别装有左偏心轮和右偏心轮，用平健I实现左偏心轮在输入轴上的周向固定，用平健II实现右偏心轮在中间轴上的周向固定，在左偏心轮与右偏心轮中间正下方的传动箱体底部用螺栓固定一导向套座，导向套座中装有楔形件，用导向平键实现楔形件在导向套座中的周向固定，楔形件在推力作用下可在导向套座中作上、下移动。机械密封试验时，逆时针转动手轮，带动输入轴旋转，通过输入齿轮、惰轮、大齿轮的啮合使中间轴顺时针和齿轮轴逆时针方向转动，齿轮轴上的小齿轮与固定在导轨下方的齿条啮合，从而带动拖板和密封腔壳体向右移动，使静环右端面贴紧动环左端面，按试验要求调整好密封端面比载荷的大小，然后转动螺杆使其向上运动推动楔形件向上，直至插入左偏心轮与右偏心轮之间无间隙时即密封腔壳体处于锁紧状态。试验结束后，相反方向转动螺杆使其向下运动至最下位置，然后顺时针方向转动输入轴带动输入齿轮和其上的左偏心轮顺时针旋转，中间轴带动惰轮和其上的右偏心轮逆时针旋转，同时带动楔形件向下，锁紧解除。当试验的动环、静环的轴向尺寸为最大时，密封端面在密封腔中处于左极限位置，此时左偏心轮与右偏心轮的最小半径Rmin相对且二者之间的间距L1为最大，销紧时楔形件处于最高位置；当试验的动环、静环的轴向尺寸较小时，密封端面在密封腔中的位置相对于前者靠右，需将左偏心轮逆时针、右偏心轮顺时针相对转动一个角度，此时左偏心轮与右偏心轮之间的间距L1会变小，锁紧时楔形件处于略低位置。左偏心轮与右偏心轮从最小半径Rmin相对分别逆、顺时针转到最大半径Rmax相对时的区域皆为锁紧区域，所以能实现不同轴向尺寸的密封环在密封试验时对密封腔壳体的锁紧。
所述的楔形件顶部宽度为L2，楔形件上端的两对称面加工成1∶30的斜度，楔形件下端加工成圆柱面并铣有键槽。
所述的左偏心轮和右偏心轮的外圆半径皆为R，距偏心轮转动中心的最小半径为Rmin、最大半径为Rmax，左偏心轮和右偏心轮安装后其最小半径相对时之间的间距为L1，且L1大于楔形件顶部宽度L2。
本发明具有的优点和积极效果是：由于单悬臂式轴结构机械密封试验机试验时始终存在一个向右的轴向力，在此轴向力作用下，会带动密封腔壳体和拖板向右运动，并使齿轮轴上的大齿轮和输入轴上的输入齿轮逆时针方向旋转，使中间轴上的惰轮顺时针方向旋转，所以只要将楔形件插入左、右偏心轮之间楔紧，就能阻止传动箱体中所有齿轮转动，也就实现了密封腔壳体的锁紧。与现有的密封腔壳体的轴向固定装置相比，此锁紧装置结构简单，锁紧位置准确、可靠性高，且不受密封介质压力高低的影响，也不会发生由于磨损后造成间隙过大而定位不准确的情况，完全满足机械密封试验时对密封腔壳体的轴向锁紧要求。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1表示变工况机械密封试验机及密封腔壳体轴向锁紧装置结构示意图。
图2表示传动箱体A-A剖视图。
图3表示试验的密封环轴向尺寸为最大时密封腔壳体轴向锁紧结构示意图。
图4表示试验的密封环轴向尺寸为较小时密封腔壳体轴向锁紧结构示意图。
图5表示机械密封试验时密封腔壳体锁紧解除时的结构示意图。
图6表示左、右偏心轮安装时及外形示意图。
图7表示楔形件外形示意图。
图中：1、输入齿轮2、左偏心轮3、平键I 4、输入轴5、楔形件6、螺杆7、导向平键8、螺钉9、导向套座10、惰轮11、中间轴12、平键II 13、右偏心轮14、大齿轮15、传动箱体16、齿轮轴17、齿条18、导轨19、拖板20、密封腔21、密封腔壳体22、动环座23、弹性元件24、轴套25、动环26、静环27、静环座28、端盖29、主轴30、手轮。图5中：R为偏心轮半径，Rmin为左右偏心轮到转动中心的最小半径，Rmax为左右偏心轮到转动中心的最大半径，L1为左右偏心轮之间的最大间距。
图6中：L2为楔形件顶部的宽度，∠1∶30为楔形件上端两边的斜度，￠表示楔形件下端为一圆柱面。
具体实施方式
为进一步了解本发明的发明内容、特点及功效，兹例举以下实施例，并配合附图详细说明如下：
变工况机械密封试验机密封腔壳体轴向锁紧装置是由左偏心轮2、平键I3、输入轴4、楔形件5、螺杆6、导向平键7、螺钉8、导向套座9、中间轴11、平键II12、右偏心轮13、传动箱体15组合而成。在输入轴4和中间轴11上齿轮的同一侧分别装有左偏心轮2和右偏心轮13，用平健I3实现左偏心轮2的周向固定，用平健II12实现右偏心轮13的周向固定，在左偏心轮2与右偏心轮13中间正下方的传动箱体15底部用螺钉8固定一导向套座9，导向套座9中装有楔形件5，用导向平键7实现楔形件5在导向套座9中的周向固定，楔形件5在推力作用下可在导向套座9中作上、下移动。机械密封试验时，逆时针转动手轮30，带动输入轴4旋转，通过输入齿轮1、惰轮10、大齿轮14的啮合使中间轴11顺时针、齿轮轴16逆时针方向转动，齿轮轴16上的小齿轮与固定在导轨18下方的齿条17啮合，从而带动拖板19和密封腔壳体21向右移动，使静环26右端面贴紧动环25左端面，按试验要求调整好密封端面比载荷的大小，然后转动螺杆6使其向上运动推动楔形件5向上，直至插入左偏心轮2和右偏心轮13之间无间隙时即密封腔壳体21处于锁紧状态。试验结束后，相反方向转动螺杆6使其向下运动至最下位置，然后顺时针方向转动输入轴4带动输入齿轮1和其上的左偏心轮2顺时针旋转，中间轴11带动惰轮10和其上的右偏心轮13逆时针旋转推动楔形件5向下，锁紧解除。当试验的动环25、静环26的轴向尺寸为最大时，密封端面在密封腔20中处于左极限位置，此时左偏心轮2与右偏心轮13的最小半径Rmin相对且二者之间的间距L1为最大，销紧时楔形件5处于最高位置；当试验的动环25、静环26的轴向尺寸较小时，密封端面在密封腔20中的位置相对于前者靠右，需将左偏心轮2逆时针、右偏心轮13顺时针相对转动一个角度，此时左偏心轮2与右偏心轮13之间的间距L1会变小，锁紧时楔形件5处于略低位置。左偏心轮2与右偏心轮13从最小半径Rmin相对分别逆、顺时针转到最大半径Rmax相对时的区域皆为锁紧区域，所以能实现不同轴向尺寸的密封环在密封试验时对密封腔壳体21的锁紧。

Claims (2)

1.一种变工况机械密封试验机密封腔壳体轴向锁紧装置，包括左偏心轮(2)、平键I(3)、输入轴(4)、楔形件(5)、螺杆(6)、导向平键(7)、螺钉(8)、导向套座(9)、中间轴(11)、平键II(12)、右偏心轮(13)、传动箱体(15)，其特征在于靠近输入轴(4)和中间轴(11)上齿轮的同一侧分别装有左偏心轮(2)和右偏心轮(13)，在左偏心轮(2)与右偏心轮(13)之间正下方的传动箱体(15)底部用螺钉(8)固定一导向套座(9)，导向套座(9)中装有楔形件(5)；用导向平键(7)实现楔形件(5)在导向套座(9)中的周向固定，楔形件(5)在推力作用下可在导向套座(9)中作上、下移动。
2.如权利要求1所述的变工况机械密封试验机密封腔壳体轴向锁紧装置，其特征在于楔形件(5)顶部宽度为L2，其上端的两对称面加工成1∶30的斜度，其下端加工成圆柱面并铣有键槽；左偏心轮(2)和右偏心轮(13)的外圆半径皆为R，距偏心轮转动中心的最小半径为Rmin、最大半径为Rmax，左偏心轮(2)和右偏心轮(13)安装后其最小半径相对时之间的间距为L1，且L1大于楔形件(5)顶部宽度L2。
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