CN105333153B - 一种磁力轴密封装置及其加工方法 - Google Patents

Abstract

一种磁力轴密封装置及其加工方法。提供了一种生产成本低、使用寿命长、密封效果好的集装式密封的磁力轴密封装置及其加工方法。包括静环和动环，所述静环结构为：包括耐磨环、静环外皮和呈盖状的静环本体；所述动环结构为：包括填充圈、定位环、磁体和呈盖状的动环本体；所述动环的外径小于盖状静环本体盖状部位的内径、大于翻边的内径。本发明在静环本体端面设静环外皮定心锥面和处耐磨环定心锥面，起到限位作用，同时形成集装式密封，便于本发明安装以及运输，同时在使用中，起到抗轴向窜动的作用；另外静环与动环的接触面为平面、曲面、圆弧面和/或锥面，使静环和动环之间连接牢靠，不容易错位。

Description

一种磁力轴密封装置及其加工方法

技术领域

本发明涉及密封领域，具体涉及一种磁力轴密封装置及其加工方法。

背景技术

大多数旋转设备都需要油封，油封是使转动轴的外侧面与支撑转动轴的零部件之间无间隙配合，防止油液从转动轴的外侧面缝隙中漏出的密封部件；普遍使用的是迷宫密封或骨架油封以及唇形密封，目前用量最大的还是骨架油封，但是使用寿命仅仅3个月到半年，频繁更换后，就把轴磨出沟而无法后续密封。磁力油封恰恰是骨架油封的替代品，过去的也有磁力密封，但存在以下缺点：

1）磁力轴密封装置由分体的动环和静环配合构成，动环采用铜质材料制成，在动环端面上镶装摩擦环和磁体，在动环内环面上开设有O型密封圈有轴配合连接，在静环的外环面上开设有O型密封圈与端盖配合连接，动环与静环通过磁吸引力作用贴合配合进行密封，但简单的磁力吸合并不牢靠，动环与静环之间容易发生攒动；

2）动、静环都是车削加工，O圈是单独硫化后安装上的，费时费力，成本一直居高不下，如果按照进口的骨架油封价格计算，目前的磁力油封也要是骨架油封的6～8倍，而对比国产的价格将是20倍以上，导致磁力油封难以普及。

发明内容

本发明针对以上问题，提供了一种生产成本低、使用寿命长、密封效果好的集装式密封的磁力轴密封装置及其加工方法。

本发明的技术方案是：

一种磁力轴密封装置，包括静环和动环，所述静环结构为：包括耐磨环、静环外皮和呈盖状的静环本体，所述静环本体端面设有中孔一、另一端设翻边，所述耐磨环设在所述静环本体端面的内侧，在静环本体端面外表面的外圆周部位以及侧环面上设有连为一体的静环外皮；

所述动环结构为：包括填充圈、定位环、磁体和呈盖状的动环本体，所述动环本体设有中孔二，在动环本体的端面的内表面设有定位环，所述磁体贯穿定位环和动环本体的端面、固定连接在动环本体上，所述填充圈设于动环本体端面的内侧，且将定环为、磁体和动环本体连为一体；

所述动环的外径小于盖状静环本体盖状部位的内径、大于翻边的内径；所述中孔一的内径大于中孔二的内径。

所述静环本体端面设有台阶面一和台阶面二，台阶面一和台阶面二之间的段差面形成处于所述静环本体端面的外表面的静环外皮定心锥面和处于静环本体端面的内表面的耐磨环定心锥面；

所述静环外皮处于静环本体端面外表面的外圆周部位的部分贴合所述台阶面二和静环外皮定心锥面；所述静环外皮处于侧环面上的部分设有至少一道外凸圈筋。

所述耐磨环朝向静环本体端面的一端与所述静环本体端面的内表面以及耐磨环定心锥面相适配。

所述磁体为环状，截面呈T字形或锥形，小头端朝向所述静环本体的端面方向。

所述磁体为若干均布的磁性单体。

所述磁性单体的磁极端面朝向轴的旋转方向偏转，与所述动环本体的端面呈0.5-2°夹角。

所述填充圈的内圈面设有至少一道内凸圈筋。

所述耐磨环与所述动环本体的接触面为平面、曲面、圆弧面和/或锥面。

一种磁力轴密封装置的加工方法，包括以下步骤：

1）、静环加工，

1.1）、冲切、拉伸、整形静环本体，

1.2）、静环外皮硫化，

1.3）、装入耐磨环，

2）、动环加工，

2.1）、冲切、拉伸、整形动环本体，

2.2）、动环本体的端面开设孔槽，

2.3）、装配定位环、磁体，

2.4）、硫化填充圈，

3）、组合，

4）、翻边，制得。

本发明的有益效果是：1）在静环本体端面设静环外皮定心锥面和处耐磨环定心锥面，起到限位作用，同时形成集装式密封，便于本发明安装以及运输，同时在使用中，起到抗轴向窜动的作用；另外静环与动环的接触面为平面、曲面、圆弧面和/或锥面，使静环和动环之间连接牢靠，不容易错位；2）静环本体和动环本体用不锈钢板冲压成型，制作效率高、成本低，价格和进口骨架油封相同或者略高一点，但是使用寿命可以提高六、七倍；3）动、静环分别在外、内部设置非金属材质（如橡胶、聚酯等），材料消耗更少，密封效能更高；4）本发明产品的结构能适应具有较大轴向、径向“窜动”的使用场合，在此情况下仍能实现高效密封。

附图说明

图1是本发明的结构示意图，

图2是图1的右视图，

图3是图1中I处的第一种实施方式放大示意图，

图4是图1中I处的第二种实施方式放大示意图，

图5是图1中I处的第三种实施方式放大示意图，

图6是图1中I处的第四种实施方式放大示意图，

图7是本发明静环的结构示意图，

图8是图7的右视图，

图9是本发明动环的结构示意图，

图10是图9的右视图，

图11是本发明磁体的第一种实施方式，

图12是本发明磁体的第二种实施方式，

图13是本发明使用前的浮动状态图，

图14是本发明的应用示意图，

图15是本发明加工方法步骤1）的工况图，

图16是本发明加工方法步骤3）的工况图，

图17是本发明加工方法步骤4）的工况图；

图中1是静环，10是静环本体，11是静环外皮，12是耐磨环，100是翻边，110是外凸圈筋，111是耐磨环定心锥面，112是静环外皮定心锥面，113是耐磨环定心结构，121是弧形配合结构，122是锥形配合结构，2是动环，20是动环本体，21是磁体，22是定位环，23是填充圈，230是内凸圈筋，3是壳体，4是轴。

具体实施方式

如图1-14所示，本发明的一种磁力轴密封装置，包括静环1和动环2，所述静环1结构为：包括耐磨环12、静环外皮11和呈盖状的静环本体10，所述静环本体10是用1毫米不锈钢板冲压成型制作的，在所述静环本体10端面设有中孔一、另一端设翻边100，所述耐磨环12设在所述静环本体10端面的内侧，所述耐磨环12由高分子耐磨材料制成，在静环本体10端面外表面的外圆周部位以及侧环面上设有连为一体的静环外皮11，所述静环外皮11为橡胶材料制成，与静环本体10硫化在一起；

如图9-10所示，所述动环2结构为：包括填充圈23、定位环22、磁体21和呈盖状的动环本体20，所述动环本体20设有中孔二，在动环本体20的端面的内表面设有定位环22，所述磁体21贯穿定位环22和动环本体20的端面、固定连接在动环本体20上，所述填充圈23为橡胶材料，设于动环本体20端面的内侧，且将定位环22、磁体21和动环本体20连为一体（所述填充圈23、定位环22、磁体21和动环本体20整体硫化在一起），所述磁体21为永磁铁，相应地，静环本体10为磁性材料，通过磁体21和静环本体10间的磁性吸合作用，使静环1和动环2形成一个稳固的整体，不会松散（相反，也可以静环本体10是永磁铁，磁体21为其他磁性材料）；

耐磨环12与动环本体20间通过摩擦形成密封；

为了使所述动环2处于静环1中而不会脱落，所述动环2的外径小于盖状静环本体10盖状部位的内径、大于翻边100的内径；所述中孔一的内径大于中孔二的内径。

所述静环本体10端面设有台阶面一和台阶面二，台阶面一和台阶面二之间的段差面形成处于所述静环本体10端面的外表面的静环外皮定心锥面112和处于静环本体10端面的内表面的耐磨环定心锥面111，这两个定心锥面使所述静环本体10、静环外皮11和耐磨环12的位置固定，起到限位作用，同时形成集装式密封，便于安装以及运输，同时使用中，起到抗轴向窜动的作用；

所述静环外皮11处于静环本体10端面外表面的外圆周部位的部分贴合所述台阶面二和静环外皮定心锥面112；所述静环外皮11处于侧环面上的部分设有至少一道外凸圈筋110，本发明与设备的密封腔接触通过外凸圈筋110起到密封作用。

所述耐磨环12朝向静环本体10端面的一端与所述静环本体10端面的内表面以及耐磨环定心锥面111相适配，使几者之间更好贴合，密封效果更好。

如图9-11所示，所述磁体21为环状，截面呈T字形或锥形，小头端朝向所述静环本体10的端面方向。

如图12所示，所述磁体21为若干均布的磁性单体。所述磁性单体的磁极端面朝向轴4的旋转方向偏转，与所述动环本体20的端面呈0.5-2°夹角。一是可以形成促进转动的磁力，二是兼具桨叶作用，形成正压，避免内部油外泄。

所述填充圈23的内圈面设有至少一道内凸圈筋230，减小本发明和轴4之间的间隙，使对轴4的密封更加稳固可靠，并且可以防止轴4上的杂质进入设备，有效地保护了设备。

作为本发明的第一种实施方式，所述耐磨环12与所述静环本体10的接触面为平面（如图3所示）；作为本发明的第二种实施方式，所述耐磨环12与所述静环本体10为承插接触，即在耐磨环12上设有承口，在所述静环本体10上设有适配的插口（如图4-6所示）；

所述耐磨环12与所述动环本体20的接触面为平面（如图3、4所示）、曲面（如图5所示）、圆弧面和/或锥面（如图6所示），在轴4安装之前，动环2在静环1中浮动（如图13所示），轴4安装后，动环2和静环1的相对位置固定（如图14所示）。

一种磁力轴密封装置的加工方法，如图15-17所示，包括以下步骤：

1）、静环加工（如图15所示），

1.1）、冲切、拉伸、整形静环本体，

1.2）、静环外皮硫化，

1.3）、装入耐磨环，

2）、动环加工，

2.1）、冲切、拉伸、整形动环本体，

2.2）、动环本体的端面开设孔槽，

2.3）、装配定位环、磁体，

2.4）、硫化填充圈，

3）、组合（如图16所示），

4）、翻边，制得（如图17所示）。

Claims (9)

1.一种磁力轴密封装置，包括静环和动环，其特征在于，所述静环结构为：包括耐磨环、静环外皮和呈盖状的静环本体，所述静环本体端面设有中孔一、另一端设翻边，所述耐磨环设在所述静环本体端面的内侧，在静环本体端面外表面的外圆周部位以及侧环面上设有连为一体的静环外皮；

所述动环结构为：包括填充圈、定位环、磁体和呈盖状的动环本体，所述动环本体设有中孔二，在动环本体的端面的内表面设有定位环，所述磁体贯穿定位环和动环本体的端面、固定连接在动环本体上，所述填充圈设于动环本体端面的内侧，且将定位环、磁体和动环本体连为一体；

所述动环的外径小于盖状静环本体盖状部位的内径、大于翻边的内径；所述中孔一的内径大于中孔二的内径。

2.根据权利要求1所述的一种磁力轴密封装置，其特征在于，所述静环本体端面设有台阶面一和台阶面二，台阶面一和台阶面二之间的段差面形成处于所述静环本体端面的外表面的静环外皮定心锥面和处于静环本体端面的内表面的耐磨环定心锥面；

所述静环外皮处于静环本体端面外表面的外圆周部位的部分贴合所述台阶面二和静环外皮定心锥面；所述静环外皮处于侧环面上的部分设有至少一道外凸圈筋。

3.根据权利要求2所述的一种磁力轴密封装置，其特征在于，所述耐磨环朝向静环本体端面的一端与所述静环本体端面的内表面以及耐磨环定心锥面相适配。

4.根据权利要求1所述的一种磁力轴密封装置，其特征在于，所述磁体为环状，截面呈T字形或锥形，小头端朝向所述静环本体的端面方向。

5.根据权利要求1所述的一种磁力轴密封装置，其特征在于，所述磁体为若干均布的磁性单体。

6.根据权利要求5所述的一种磁力轴密封装置，其特征在于，所述磁性单体的磁极端面朝向轴的旋转方向偏转，与所述动环本体的端面呈0.5-2°夹角。

7.根据权利要求1所述的一种磁力轴密封装置，其特征在于，所述填充圈的内圈面设有至少一道内凸圈筋。

8.根据权利要求1所述的一种磁力轴密封装置，其特征在于，所述耐磨环与所述动环本体的接触面为平面、圆弧面或锥面。

9.一种权利要求1所述磁力轴密封装置的加工方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)、静环加工，

1.1)、冲切、拉伸、整形静环本体，

1.2)、静环外皮硫化，

1.3)、装入耐磨环，

2)、动环加工，

2.1)、冲切、拉伸、整形动环本体，

2.2)、动环本体的端面开设孔槽，

2.3)、装配定位环、磁体，

2.4)、硫化填充圈，

3)、组合，

4)、翻边，制得。