CN104847899B - 一种ptfe多组回油线油封 - Google Patents

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    • F16J—PISTONS; CYLINDERS; SEALINGS
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    • F16J15/3284—Sealings between relatively-moving surfaces with elastic sealings, e.g. O-rings characterised by their structure; Selection of materials

Abstract

本发明公开了一种带有多组回油线的PTFE材料制成的PTFE油封，PTFE油封的密封唇片PTFE与轴件的接触面设置有多组回油线，同时对回油线槽的参数和回油线的旋转间距进行了改进。与传统PTFE油封相比，PTFE密封唇片厚度减少约1/3，PTFE唇片内孔与旋转轴的过盈量也相应减小，因此，径向力减小1/2左右，实现节能减排的要求。螺旋回油槽宽度、间距、深度均减小约1/3，采用多组螺旋回油槽组合结构，保证了回油槽与旋转轴表面有足够的接触长度和足够的螺旋升角，因此，具备足够的回油能力。本发明油封使用寿命更长，大幅度降低了油封件失效的风险。

Description

一种PTFE多组回油线油封
技术领域
本发明涉及一种轴件油封，特别是涉及一种带有多组回油线的PTFE材料制成的PTFE油封。
背景技术
目前国内外橡胶类油封在超高速(唇口线速度超过30m/s)、高温(环境温度超过130℃)的条件下，密封唇过早老化是比较普遍的一种失效模式，尤其是涡轮增压柴油发动机更为明显。PTFE材料耐高低温性、耐各类腐蚀性物质的能力等均优于氟橡胶等特种橡胶，可适应更为恶劣的工况，因此PTFE油封应运而生。但PTFE油封在实际应用中并不理想，尤其是汽车发动机、变速器等，因此国内仍普遍采用橡胶油封，原因在于，目前国产PTFE油封(以下称传统PTFE油封)在性能上存在一些缺陷：PTFE密封唇径向力过大，工作时密封唇与旋转轴之间的摩擦力过大，唇部接触区温升过高，造成润滑油过早劣化，影响系统润滑，且长期使用，PTFE唇片对轴的磨损严重，造成密封介质泄漏；由于传统PTFE油封摩擦扭矩大，不符合现代汽车节能减排的要求，因此纯橡胶的低摩擦油封(ESS油封)开始应用。但ESS油封抗负压能力太差，不适应发动机内部正负压交变。本次研发的PTFE油封则克服了上述系列缺陷，真正满足各类汽车发动机等高速长寿命轴承的实用要求。
油封按主唇(与轴接触部分)所用材料的不同分为橡胶油封和PTFE油封；PTFE油封也叫聚四氟乙烯耐磨油封，它是最近发展起来的一类新型油封；
聚四氟乙烯(PTFE)又名特氟龙/铁氟龙或塑料王(F4),是四氟乙烯单体的共聚物，它具有下列优点；
1.化学稳定性：几乎所有的化学抗性，强酸、强碱或强氧化剂及有机溶剂等对它均不起作用。
2.热稳定性：裂解温度在400℃以上，因此，它能够在-200℃～+250℃范围内正常工作。
3.减磨性：PTFE材料摩擦系数极低，仅0.04.
4.自润滑性：PTFE材料表面具有突出的自润滑性，几乎所有的粘性物质均不能粘附到它的表面上去。
科学的结构参数设计和精准的制作，才能达到油封的密封功能；然而现有技术中的设计的PTFE油封的结构参数往往达不到使用要求，影响产品质量，甚至导致密封失效。
现有技术中的PTFE油封存在以下问题：1.PTFE片回油线是单回油线，回油性能较差；2.PTFE片厚度大，形成的密封唇对旋转轴的径向力很大，因此摩擦扭矩大，摩擦生热大，对轴的磨损也大；3.螺旋回油槽宽度、间距、深度均较大，难以保证回油槽与旋转轴表面有足够的接触长度和足够的螺旋升角，因此，密封性能较差。
发明内容
本发明的目的在于：提供一种带有多组回油线的PTFE材料制成的轴件油封，优化了回油线的参数，更有利于提高油封的密封性能。
本发明的目的通过下述技术方案来实现：
一种PTFE多组回油线油封，包括胶料，骨架，PTFE材料制成的密封唇片，所述密封唇片与轴件的接触面设置有多组回油线。
作为选择，密封唇片与待密封旋转轴的接触面设置有双头回油线，所述双头回油线为180°对称排列的两组回油线，单组回油线的旋转间距为1±0.1mm。
作为选择，密封唇片与待密封旋转轴的接触面设置有三头回油线，所述三头回油线为120°均布排列的三组回油线，单组回油线的旋转间距为1.5±0.1mm。
作为选择，密封唇片与待密封旋转轴的接触面设置有四头回油线，所述四头回油线为90°均布排列的四组回油线，单组回油线的旋转间距为2±0.1mm。
作为选择，回油线凹槽深度为0.15-0.25mm。
作为选择，回油线凹槽夹角为15-20°。
作为选择，密封唇片的厚度为0.4-0.65mm。
作为选择，待密封旋转轴件的直径与密封唇片的内孔直径之差为6-8mm。
本发明的有益效果是：
1.与传统PTFE油封相比，PTFE密封唇片厚度减少约1/3，唇片内孔与旋转轴的过盈量也相应减小，因此，径向力减小1/2左右，实现节能减排的要求。
2.与传统PTFE油封相比，螺旋回油槽宽度、间距、深度均减小约1/3，采用多组螺旋回油槽组合结构，保证了回油槽与旋转轴表面有足够的接触长度和足够的螺旋升角，因此，具备足够的回油能力。
3.旋转轴的Φ与密封唇片的内孔直径差是油封设计的关键参数，径差越大，密封唇片对轴件的包裹力越大，油封和轴件的磨损越大，容易降低油封使用寿命；径差越小，对轴件的包裹力越小，密封效果越差，可能导致密封失效。本方案中径差设置为6-8mm，很好地兼顾了密封性和耐磨性，与现有技术相比，密封性能更好，使用寿命更长。
附图说明
图1是PTFE多组回油线油封的剖面示意图；
图2是油封与旋转轴的接触面剖面图；
图3是回油线槽的剖面示意图；
图4是双头回油线的俯视图；
图5是三头回油线的俯视图；
图6是四头回油线的俯视图；
具体实施方式
下面结合具体实施例和附图对本发明作进一步的说明。
参考图1所示的一种PTFE多组回油线油封，包括胶料1，骨架2，PTFE材料制成的密封唇片3，设置在密封唇片3上的回油线4。
参考图2所示，密封唇片3将旋转轴5密封，回油线4从外侧将旋转轴5包裹，旋转轴5的直径Φd1与密封唇片3的内孔直径Φd的径差为Φd1-Φd＝6mm。
参考图3所示，回油线凹槽深度h＝0.2mm，凹槽两侧夹角为20°，PTFE密封唇片4厚度t＝0.5mm。
参考图4所示，双头回油线为180°对称排列的两组回油线，单组回油线的旋转间距为f＝1mm。
参考图5所示，三头回油线为120°对称排列的三组回油线，单组回油线的旋转间距为f＝1.5mm。
参考图6所示，四头回油线为90°对称排列的四组回油线，单组回油线的旋转间距为f＝2mm。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种PTFE多组回油线油封，包括胶料，骨架，PTFE材料制成的密封唇片，其特征在于，所述密封唇片与轴件的接触面设置有多组回油线,回油线凹槽深度为0.15-0.25mm,密封唇片的厚度为0.4-0.65mm,回油线凹槽夹角为15-20°,待密封旋转轴件的直径与密封唇片的内孔直径之差为6-8mm。
2.如权利要求1所述的一种PTFE多组回油线油封，其特征在于，密封唇片与待密封旋转轴的接触面设置有双头回油线，所述双头回油线为180°对称排列的两组回油线，单组回油线的旋转间距为1±0.1mm。
3.如权利要求1所述的一种PTFE多组回油线油封，其特征在于，密封唇片与待密封旋转轴的接触面设置有三头回油线，所述三头回油线为120°均布排列的三组回油线，单组回油线的旋转间距为1.5±0.1mm。
4.如权利要求1所述的一种PTFE多组回油线油封，其特征在于，密封唇片与待密封旋转轴的接触面设置有四头回油线，所述四头回油线为90°均布排列的四组回油线，单组回油线的旋转间距为2±0.1mm。
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