CN103883734A - 凸轮轴油压密封端盖 - Google Patents
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Abstract
本发明公开的一种凸轮轴油压密封端盖，旨在提供一种能够避免唇形迷宫密封圈脱出，高可靠性地实现凸轮轴端密封的端盖。包括：装配在凸轮轴动力输入端，固联在泵箱(1)储油腔口端面上的端盖本体(7)和抱紧凸轮轴防止机油泄漏的骨架唇形迷宫密封圈（5）。端盖本体(7)内侧台阶孔内装配有通过凸轮轴的无内圈滚子轴承（3）和唇形密封圈（5）主、副唇口抱紧凸轮轴（4）轴颈形成的密封带，在端盖本体(7)装配唇形密封圈（5）的安装座孔上，制有防密封圈轴向脱出的倒锥防脱结构，所述倒锥防脱结构为内大外小的倒锥角锥形孔。本发明有效地消除了初样阶段常发生的骨架唇形迷宫密封圈脱出故障，密封结构非常可靠。
Description
技术领域
本发明涉及一种应用于柴油机油泵总成，防唇形迷宫密封圈脱出的密封端盖，更具体的说，本发明涉及一种油泵总成凸轮轴油压密封端盖。
背景技术
柴油机油泵总成是柴油机燃油系统的主要组成部分，它利用凸轮轴的旋转驱动油泵压油柱塞，将低压燃油升至高压，然后喷入柴油机缸内燃烧，在此过程中，油泵总成内的主要运动部件包括凸轮轴、挺杆组件、轴瓦、轴承等，都要承受很大的机械负荷，所以必须要有可靠的润滑，并要求通过润滑液的流动带走运行过程中产生的热量，为达这一目的，油泵总成内需有一个容纳机油的空腔，且腔内的液面高度必须高于凸轮轴的中心线。如是，凸轮轴安装后就必须保证腔内的机油能可靠地被密封，而不会从凸轮轴动力输入端泄漏。由于凸轮轴转速不高，轴颈圆周处的线速度不大于3米/秒，所以目前国内外常用的密封方式为骨架唇形迷宫密封圈，该方式结构简单、密封可靠。其原理如图1，工作方式为，骨架唇形迷宫密封圈的主、副唇抱紧凸轮轴防止机油泄漏，唇形密封外圈以过盈尺寸压入密封圈安装座，过盈装配形成的静压力P，可以形成最大0.6P的静摩擦力，如此来保证密封圈不会在油压作用下脱出。
凸轮轴工作时，泵箱腔内的机油起到润滑与带走发热的作用，机油液面高度需高于凸轮轴中心轴线，机油腔内的介质受热后压力会升高，骨架唇形迷宫密封圈的一侧受到的轴向力也会增加，正常情况下，该受力小于骨架唇形迷宫密封圈装配时得到的最大静摩擦力，但在橡胶件长时间工作后，最大静摩擦力会减小，就让密封圈受到的脱出力有可能大于密封圈的预紧摩擦力，如此，骨架唇形迷宫密封圈脱出的故障就发生了。
为解决这一问题，目前普遍采用的一个方法是在骨架唇形迷宫密封圈的档头加装一如图3所示的台阶轴孔挡板11。这种在密封圈档头加盖挡板的不足之处在于：（1）、挡板结构需要占据一定的空间位置，当油泵安装位置很紧凑时，其在发动机上的安装往往难以协调；（2）、每增加一个构件，都会带来成本的上升和可靠性的下降。
发明内容
本发明的目的是针对上述现有密封端盖结构存在的不足之处，提供一种能够避免唇形迷宫密封圈脱出，高可靠性地实现凸轮轴端密封的端盖。
为此，本发明提供一种凸轮轴油压密封端盖，包括：装配在凸轮轴动力输入端，固联在泵箱1储油腔口端面上的端盖本体7和抱紧凸轮轴防止机油泄漏的骨架唇形迷宫密封圈5，其特征在于：端盖本体7内侧台阶孔内装配有通过凸轮轴的无内圈滚子轴承3和唇形密封圈5主、副唇口抱紧凸轮轴4轴颈形成的密封带，在端盖本体7装配唇形密封圈5的安装座孔上，制有防密封圈轴向脱出的倒锥防脱结构，所述倒锥防脱结构为内大外小的倒锥角锥形孔。
所述锥形孔即锥孔的母线与中心轴线呈1°～3°斜角。
本发明相对于现有方案具有如下有益的效果：
本发明将骨架唇形迷宫密封圈安装孔设计成与安装轴线成内大外小的锥孔，锥孔母线与中心轴线呈1°～3°斜角，骨架唇形迷宫密封圈的轴向脱出力变为一个恒力，而不会因骨架唇形迷宫密封圈橡胶老化而降低。其原理是，由于倒锥的结构，密封圈脱出必须产生足够的塑性变形，而密封圈变形产生的压力P值只与橡胶材料的固有物理特性及变形尺寸有关，而与密封圈工作的时间历程无关，故该值不变，可以认为其能承受的轴向脱出力为一个定值。本发明采用倒锥油封密封圈的防脱结构，不仅解决了现有技术挡板占用空间，尺寸协调困难，制造成本上升的缺陷，而且解决了密封圈塑性变形脱出安装孔的概率，密封圈径向变形产生的变形力将反作用汇聚于端盖中心轴线，指向来自油压的作用力而进一步增强现凸轮轴的端密封。
本发明经装配油泵总成试验一台1000小时，一台2000小时的可靠性强化验证试验，未发生机油泄漏及骨架唇形迷宫密封圈脱出，目前仍然在可靠地运行。试验显示结果证明本发明有效地消除初样阶段常发生的骨架唇形迷宫密封圈脱出故障，可以证明该密封结构非常可靠。
附图说明
下面结合附图和实例进一步说明本发明，但并不因此将本发明限制在所述的实施例范围之中。
图1是本发明柴油机油泵总成的凸轮轴油压密封端盖的构造剖面示意图。
图2是图1中I向的局部放大示意图。
图中：1泵箱，2O型圈，3无内圈滚子轴承，4凸轮轴，5骨架唇形迷宫密封圈，6压紧螺钉，7端盖本体，8主唇口，9副唇口,10密封圈安装座，11台阶轴孔挡板。
具体实施方式
在图1中，凸轮轴油压密封端盖，包括了装配在凸轮轴动力输入端，固联在泵箱1储油腔口端面上的端盖本体7和抱紧凸轮轴防止机油泄漏的骨架骨架唇形迷宫密封圈5。端盖本体7通过螺钉6固联在泵箱1上。端盖本体7内侧台阶孔内装配有通过凸轮轴的无内圈滚子轴承3。无内圈滚子轴承3用于支撑凸轮轴4，骨架唇形迷宫密封圈5的主唇口8、副唇口9抱紧凸轮轴4轴颈形成密封带。端盖本体7上的骨架唇形迷宫密封圈安装座孔为一内大外小的锥形孔，形成大于唇形密封圈内侧轴向脱出力的倒锥防脱出结构。所述倒锥防脱结构为内大外小的倒锥角锥形孔。
端盖本体7是一个制有阶梯轴台的圆柱筒体，密封圈安装座10制在所述端盖本体7外侧端面围绕中心孔的轴台圆柱体上，密封圈安装座孔是一个与安装密封圈形状大小基本一致的内陷台阶孔。所述倒锥角锥形孔即锥孔的母线与中心轴线呈1°～3°斜角。倒锥角制在端盖本体7的密封圈安装座孔内，是一个大端向内侧轴线延伸的圆锥孔。倒锥角锥孔母线与中心轴线呈斜角最佳角度可以是1°～2°。密封圈安装孔母线与安装轴线成2°左右倒锥角的设计后，密封圈脱出的前提条件是必须产生一定的塑性变形，而密封圈变形产生的压力P值只与橡胶材料的固有物理特性及变形尺寸大小有关，而与密封圈工作的时间历程无关，故该P值不会变，其能承受的轴向脱出力就成为一个定值，这样，就保证了该结构的密封端盖能可靠地完成密封功能。
Claims (3)
1.一种凸轮轴油压密封端盖，包括：装配在凸轮轴动力输入端，固联在泵箱(1)储油腔口端面上的端盖本体(7)和抱紧凸轮轴防止机油泄漏的骨架唇形迷宫密封圈（5），其特征在于：端盖本体(7)内侧台阶孔内装配有通过凸轮轴的无内圈滚子轴承（3）和唇形密封圈（5）主、副唇口抱紧凸轮轴（4）轴颈形成的密封带，在端盖本体(7)装配唇形密封圈（5）的安装座孔上，制有防密封圈轴向脱出的倒锥防脱结构，所述倒锥防脱结构为内大外小的倒锥角锥形孔。
2.如权利要求1所述的凸轮轴油压密封端盖，其特征在于：倒锥角制在端盖本体(7)的密封圈安装座孔内，是一个大端向内侧轴线延伸的圆锥孔。
3.如权利要求1所述的凸轮轴油压密封端盖，其特征在于：所述倒锥角锥形孔的母线与中心轴线呈1°～3°斜角。
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