CN105987176A - 一种特殊辅助密封结构以及含该密封结构的端面油封装置 - Google Patents

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刘杰
郑国运
沈宗沼
李凤成
王永乐
杨博峰
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Abstract

本发明属于机械密封技术领域，具体涉及一种特殊辅助密封结构以及含该密封结构的端面油封装置。本特殊辅助密封结构包括环状橡胶衬套以及预埋在橡胶衬套中的金属骨架。端面油封装置包括静止环座、特殊辅助密封结构、静止密封环、旋转密封环、旋转环座；静止环座的内环面与特殊辅助密封结构的外环的外环面构成过盈配合，静止密封环的外环面与特殊辅助密封结构的内环的内环面构成过盈配合；旋转密封环与旋转环座构成过盈配合，静止密封环的端面通过特殊辅助密封结构的弹性作用与旋转密封环的端面保持贴合，形成机械动密封。本发明结构简单，轴向尺寸短，安装方便，密封性能好，并能在润滑油未完全浸没密封的情况下保持良好的密封性能。

Description

一种特殊辅助密封结构以及含该密封结构的端面油封装置
技术领域
本发明属于机械密封技术领域，具体涉及一种特殊辅助密封结构以及含该密封结构的端面油封装置。
背景技术
在直升机上，主旋翼轴安装于主减速器的上方，其作用是将主减速器的输出功率传递给旋翼桨叶，并将旋翼产生的升力通过轴承传递到机匣上。主旋翼轴在正常工作时需要提供一定量的润滑油来保证轴承的润滑与冷却，因此在主旋翼轴上必须使用密封装置来密封轴承的润滑油。目前，直升机主旋翼轴采用的密封结构基本为皮碗密封和石墨分瓣环密封结构，此类径向密封对安装轴的跳动要求很高，而且在使用过程中或多或少都会出现不同程度的磨损，而使得密封产生泄漏，尤其是当安装轴在运行过程中出现较大的跳动和振动时，磨损会增加，泄漏量加大，影响整个装置的正常使用，因此，在直升机主旋翼轴上无论是采用皮碗密封还是采用石墨分瓣环密封，使用寿命都较短。
虽然端面密封可以解决上述径向密封磨损和泄漏量大的问题，但是由于直升机主旋翼轴轴承腔内轴向尺寸很短，而且轴承的润滑方式为飞溅润滑和喷油润滑，润滑油并没有充满整个轴承腔，因此，不能采用普通的端面密封。
发明内容
本发明的目的是为避免上述现有技术所存在的不足之处，提供一种新型端面油封装置，拥有超短轴向尺寸，并能在润滑油未完全浸没密封的情况下保持良好的密封性能。
为实现上述目的，本发明提供了以下技术方案：
一种特殊辅助密封结构，包括环状橡胶衬套以及预埋在橡胶衬套中的金属骨架，所述金属骨架由弹性材料制成，所述橡胶衬套包括相互间隔设置的内环和外环，内、外环的其中一端通过弯折部相互连接使内、外环形成一体式结构，所述金属骨架至少设置于该弯折部内，为内、外环之间的相对形变提供回弹力。
一种含有所述特殊辅助密封结构以及含该密封结构的端面油封装置，包括静止环座、特殊辅助密封结构、静止密封环、旋转密封环、旋转环座；静止环座的内环面与特殊辅助密封结构的外环的外环面构成过盈配合，静止密封环的外环面与特殊辅助密封结构的内环的内环面构成过盈配合，使静止密封环与静止环座构成弹性连接；旋转密封环与旋转环座构成过盈配合，静止密封环的端面通过特殊辅助密封结构的弹性作用与旋转密封环的端面保持贴合，形成机械动密封。
本发明的技术效果在于：本发明结构简单，轴向尺寸短，安装方便，密封性能好，并能在润滑油未完全浸没密封的情况下保持良好的密封性能。
附图说明
图1为本发明结构示意图；
图2为弹性金属骨架的结构示意图；
图3为特殊辅助密封结构的另一实施例的截面图；
图4为本发明的安装示意图。
具体实施方式
下述实施例是对于本发明内容的进一步说明以作为对本发明技术内容的阐释，但本发明的实质内容并不仅限于下述实施例所述，本领域的普通技术人员可以且应当知晓任何基于本发明实质精神的简单变化或替换均应属于本发明所要求的保护范围。
本发明的表述中，“内侧”是指密封空间所在的一侧，即图1中的右侧，“外侧”是指与远离密封空间的一侧，即图1中的左侧。
如图1所示，一种特殊辅助密封结构M，包括环状橡胶衬套2以及预埋在橡胶衬套2中的金属骨架3，所述金属骨架3由弹性材料制成，所述橡胶衬套2包括相互间隔设置的内环和外环，内、外环的其中一端通过弯折部相互连接使内、外环形成一体式结构，所述金属骨架3至少设置于该弯折部内，为内、外环之间的相对形变提供回弹力。
实施例1
优选的，如图1所示，所述橡胶衬套2的截面形状大致为7字形，其中外环截面为平行于橡胶衬套2轴线的平直段，内环截面为圆弧段，且圆弧的一端与外环的一端相连。
优选的，如图2所示，所述金属骨架3也为环状结构，金属骨架3的截面形状大致与橡胶衬套2的截面形状相同，其中内环中的金属骨架3上远离弯折部的一端设有U型槽31，所述U型槽31沿金属骨架3圆周方向均匀间隔设置多个。
优选的，所述内环远离弯折段的一端的橡胶衬套2上设有沿径向向内凸伸的环状台阶部21。
实施例2
如图3所示，作为本发明的另一实施例，所述橡胶衬套2的内、外环截面均为平直段，内、外环面之间通过一斜线段相连，且斜线段与外环之间的夹角为锐角，与内环之间的夹角为钝角。
实施例3
如图1所示，一种含有所述特殊辅助密封结构M的端面油封装置，包括静止环座1、特殊辅助密封结构M、静止密封环4、旋转密封环5、旋转环座6；静止环座1的内环面与特殊辅助密封结构M的外环的外环面构成过盈配合，静止密封环4的外环面与特殊辅助密封结构M的内环的内环面构成过盈配合，使静止密封环4与静止环座1构成弹性连接；旋转环座6的内环面在安装时与转轴构成过盈配合，旋转密封环5与旋转环座6构成过盈配合，旋转密封环5与静止密封环4的端面彼此贴合抵靠在一起而构成滑动配合，形成机械动密封。
优选的，静止密封环4的一端抵靠在内环的环状台阶部的一端即与弯折部相背的一端；所述静止密封环4的外环面上也设有台阶部，所述特殊辅助密封结构M的内环远离弯折部的一端紧贴并作用于该台阶部的台阶面上。
优选的，所述旋转环座6的内端设有U型翻边61，所述旋转密封环5的外环面与该U型翻边61的内环面构成过盈配合。
优选的，所述静止环座1与旋转环座6之间还设有集装卡板7，所述集装卡板7一端伸入旋转环座6外环面上开设的周向槽内，另一端通过螺钉固定安装在静止环座1上。
进一步的，所述静止密封环4上与旋转密封环5贴合的一端开有0.5mm～1mm深的型槽，以便于在静止密封环4和旋转密封环5的端面之间形成密封油膜。
如图4所示，本发明应用于直升机转轴油封装置的具体实施过程如下：旋转环座6通过内径配合安装在主旋翼轴10即转轴上，轴向通过固定套11和主旋翼轴10进行定位，静止环座1通过止口配合由固定螺钉12与机匣8进行连接；油封装置固定后，静止密封环4和旋转密封环5的前端面紧贴，此时，安装在静止环座1上的橡胶衬套2和弹性金属骨架3会产生弹性变形，弹性力作用在静止密封环4上，使得静止密封环4和旋转密封环5的前端面始终紧贴。油封整体轴向固定后，拆下集装卡板7，即可运行。当直升机运行时，主旋翼轴10旋转，旋转环座6和旋转密封环5跟随主旋翼轴10一起旋转，同时润滑油通过喷油或者甩油的方式给轴承9进行润滑和冷却，部分润滑油通过轴承9后，进入油封装置部位，由静止密封环4靠外径处前侧端面上开设的型槽进入静止密封环4和旋转密封环5的端面之间，随着旋转密封环5的旋转，在两端面之间持续形成油膜，以达到润滑两端面和密封润滑油的作用，使得经过润滑冷却轴承9的润滑油不会泄漏而能顺利通过回油孔回油。
本发明结构简单，轴向尺寸短，安装方便，密封性能好，并能在润滑油未完全浸没密封的情况下保持良好的密封性能。

Claims (10)

1.一种特殊辅助密封结构，其特征在于：包括环状橡胶衬套(2)以及预埋在橡胶衬套(2)中的金属骨架(3)，所述金属骨架(3)由弹性材料制成，所述橡胶衬套(2)包括相互间隔设置的内环和外环，内、外环的其中一端通过弯折部相互连接使内、外环形成一体式结构，所述金属骨架(3)至少设置于该弯折部内，为内、外环之间的相对形变提供回弹力。
2.根据权利要求1所述的特殊辅助密封结构，其特征在于：所述橡胶衬套(2)的截面形状大致为7字形，其中外环截面为平行于橡胶衬套(2)轴线的平直段，内环截面为圆弧段，且圆弧的一端与外环的一端相连。
3.根据权利要求2所述的特殊辅助密封结构，其特征在于：所述金属骨架(3)也为环状结构，金属骨架(3)的截面形状大致与橡胶衬套(2)的截面形状相同，其中内环中的金属骨架(3)上远离弯折部的一端设有U型槽(31)，所述U型槽(31)沿金属骨架(3)圆周方向均匀间隔设置多个。
4.根据权利要求3所述的特殊辅助密封结构，其特征在于：所述内环远离弯折段的一端的橡胶衬套(2)上设有沿径向向内凸伸的环状台阶部(21)。
5.根据权利要求1所述的特殊辅助密封结构，其特征在于：所述橡胶衬套(2)的内、外环截面均为平直段，内、外环面之间通过一斜线段相连，且斜线段与外环之间的夹角为锐角，与内环之间的夹角为钝角。
6.一种含有权利要求1至5任意一项所述特殊辅助密封结构端面油封装置，其特征在于：包括静止环座(1)、特殊辅助密封结构(M)、静止密封环(4)、旋转密封环(5)、旋转环座(6)；静止环座(1)的内环面与特殊辅助密封结构(M)的外环的外环面构成过盈配合，静止密封环(4)的外环面与特殊辅助密封结构(M)的内环的内环面构成过盈配合，使静止密封环(4)与静止环座(1)构成弹性连接；旋转密封环(5)与旋转环座(6)构成过盈配合，静止密封环(4)的端面通过特殊辅助密封结构(M)的弹性作用与旋转密封环(5)的端面保持贴合，形成机械动密封。
7.根据权利要求6所述的端面油封装置，其特征在于：静止密封环(4)的一端抵靠在内环的环状台阶部的一端即与弯折部相背的一端；所述静止密封环(4)的外环面上也设有台阶部，所述特殊辅助密封结构(M)的内环远离弯折部的一端紧贴并作用于该台阶部的台阶面上。
8.根据权利要求6所述的端面油封装置，其特征在于：所述旋转环座(6)的内端设有U型翻边(61)，所述旋转密封环(5)的外环面与该U型翻边(61)的内环面构成过盈配合。
9.根据权利要求6所述的端面油封装置，其特征在于：所述静止环座(1)与旋转环座(6)之间还设有集装卡板(7)，所述集装卡板(7)一端伸入旋转环座(6)外环面上开设的周向槽内，另一端通过螺钉固定安装在静止环座(1)上。
10.根据权利要求6所述的端面油封装置，其特征在于：所述静止密封环(4)上与旋转密封环贴合的一端开有0.5mm～1mm深的型槽。
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