CN106499819A - 一种带气囊的多唇阻尼油封 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种带气囊的多唇阻尼油封，包括油封主体(1)和金属骨架(2)，所述油封主体(1)从油侧到空气侧依次具有第二密封唇(5)、主密封唇(6)和防尘唇(7)，其中，所述主密封唇(6)与轴过盈接触，所述第二密封唇(5)和防尘唇(7)与轴之间分别存在间隙；在所述第二密封唇(5)上方具有气囊(4)。本发明可用于较高PV值工况下的旋转轴密封，对于间歇性的高压冲击具有缓冲作用。正常工况下只有主密封唇(6)和轴接触，密封性能良好且摩擦系数小，在高压冲击时第二密封唇(5)与轴接触，与主密封唇(6)一起实现双重密封，即保证了密封性能，又保护了主密封唇不受冲击，延长使用寿命。

Description

一种带气囊的多唇阻尼油封
技术领域
本发明属于机械传动的油封技术领域，特别涉及一种带气囊的多唇阻尼油封。
背景技术
传统的油封主要运用在压力较低的情况下，当压力超过1MPa时，一般采用机械密封装置，但是由于成本和安装空间限制的原因，唇形油封仍然被运用于带压液体的密封中，比如旋转液压泵、汽车减震器、发动机和减速器等装置中。普通骨架油封只有一个密封唇，通过唇口接触形成的接触带形成面密封，其缺点是在压力作用下不能控制密封面的轴向窜动，导致唇口变形从而导致密封失效，因此，需要对普通油封进行特殊设计以适应带压工况。
多唇密封是解决带压油封问题的最简便有效的方法之一，其唇口多，可以跟随较大的径向轴跳动，增加密封的稳定性，其结构类似串联密封，每个唇口可以对带压流体起到逐级缓冲作用。专利CN201925396U设计的一种多唇式PTFE涂层油封，防尘唇和油封唇均有主副两个唇口以实现多重密封，可以适应减震器中的高低温和高速工况。专利CN202326890U也设计了一种多唇口骨架油封，通过多唇口设计适应减震器的大阻尼和内压较大的工况。
虽然这些油封均通过多唇口的设计实现了高压下的密封，但是它们的每个唇口都和轴产生过盈配合，由于唇口增多使得密封面积增大，势必导致体系摩擦增大，容易积累热量，加速唇口破坏。而在实际情况中，密封只会在某些特殊的工作状态受到高压流体的冲击，比如汽车减震器在爬坡的时候由于整体的不稳定对密封产生瞬间的压力冲击，但是在正常工作情况下密封流体的压力是处于比较低的水平。目前的多唇油封都是通过牺牲正常工况下的低摩擦系数来适应短时间的高压工况，因此迫切需要设计一种在正常工况下密封良好、摩擦系数低，但是在压力增高瞬间可以吸收冲击、缓冲阻尼的多唇密封。
发明内容
针对现有技术不足，本发明提供了一种带气囊的多唇阻尼油封。
一种带气囊的多唇阻尼油封，包括油封主体1和金属骨架2，所述油封主体1从油侧到空气侧依次具有第二密封唇5、主密封唇6和防尘唇7，其中，所述主密封唇6与轴过盈接触，所述第二密封唇5和防尘唇7与轴之间分别存在间隙；在所述第二密封唇5上方具有气囊4。
所述第二密封唇5呈不等边钝角三角形结构，且其油侧倾角大于空气侧倾角。
所述主密封唇6与轴接触，其油侧接触角大于空气侧接触角。
所述主密封唇6与油封主体1的环状隔膜内侧的轴向距离A小于3mm。
所述防尘唇7的油侧倾角小于空气侧倾角。
所述主密封唇6上方设有金属弹簧3，金属弹簧3的安装中心相对主密封唇6向金属骨架2侧偏移，偏移量B为0.4～0.7mm。
第一种实施方式为，所述第二密封唇5与油封主体1为一体成型结构，所述气囊4加工在油封主体1中。
第二种实施方式为，充气圈8上具有第二密封唇5，并在其内部嵌有气囊4，所述充气圈8通过镶嵌或粘接的方式与油封主体1连接。
本发明的有益效果为：
1.正常工况下只有主密封唇和轴接触，密封性能良好且摩擦系数小，在高压冲击时第二密封唇与轴接触，与主密封唇一起实现双重密封，即保证了密封性能，又保护了主密封唇不受冲击。
2.在油封中加入气囊，实现高压冲击的缓冲，保护油封唇口，延长使用寿命。
3.防尘唇的设计在正常工作时可以阻挡大部分外来杂质，密封在受到挤压时防尘唇与轴接触，通过唇口接触角的设计实现反向泵送，将杂质泵送到空气侧，保证密封流体的清洁。
附图说明
图1为实施例中一种带气囊的多唇阻尼油封结构示意图。
图2为实施例中一种带气囊的多唇阻尼油封结构示意图。
标号说明：1-油封主体，2-金属骨架，3-金属弹簧，4-气囊，5-第二密封唇，6-主密封唇，7-防尘唇，8-充气圈。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步说明。应该强调的是，下述说明仅仅是示例性的，而不是为了限制本发明的范围及其应用。
如图1-图2所示带气囊的多唇阻尼油封，包括油封主体1和金属骨架2，油封主体1从油侧到空气侧依次具有第二密封唇5、主密封唇6和防尘唇7，其中，主密封唇6与轴过盈接触，且主密封唇6与油封主体1的环状隔膜内侧的轴向距离A小于3mm。第二密封唇5和防尘唇7与轴之间分别存在间隙，并在第二密封唇5上方具有气囊4。如图1所示的一种实施方式为，第二密封唇5与油封主体1为一体成型结构，气囊4加工在油封主体1中。如图2所示的一种实施方式为，充气圈8上具有第二密封唇5，并在其内部嵌有气囊4，所述充气圈8通过镶嵌或粘接实现与油封主体1的连接。
在正常工况下，流体压力较小，此时只有主密封唇6通过金属弹簧3实现与轴的过盈接触密封，第二密封唇5和防尘唇7均与轴之间存在一定间隙。由于主密封唇6的唇口呈不等边三角形，其油侧接触角大于空气侧接触角，且金属弹簧3的安装中心相对主密封唇6在轴向方向朝金属骨架2一侧偏离，偏移量B为0.4～0.7mm，这样的不对称设计使得轴在旋转过程中对唇口内的密封流体产生一个反向泵送作用，以实现正常工况下的密封。由于正常工况下只有一个主密封唇6与轴接触，因此摩擦力较小。在汽车爬坡或者通过不平路面产生剧烈抖动时，由于密封结构的不稳定导致内部流体产生瞬时的高压冲击。高压冲击首先作用到气囊4内侧，气囊4通过产生变形吸收冲击的能量，同时，气囊4在轴向的压缩导致径向的膨胀，从而使得第二密封唇5和轴产生过盈接触，发挥密封作用。第二密封唇5的唇口和主密封唇6类似，呈不等边三角形，其油侧倾角大于空气侧倾角，在轴旋转时也会对唇口处的流体产生反向泵送作用，实现部分高压液体的密封，并且起到高压下对主密封唇6唇口的保护作用。在第二密封唇5的缓冲下，泄露到主密封唇6前沿的流体压力大幅下降，主密封唇6仍然工作在正常工况下，实现流体的良好密封。正常情况下防尘唇7也不和轴接触，但是由于间隙很小仍能阻挡大部分外来杂质。在受到冲击的情况下，防尘唇7也会与轴产生过盈接触，其唇口倾角设计与主密封唇6相反，其油侧倾角小于空气侧倾角，在轴旋转时可以实现反向泵送，将主密封唇6和防尘唇7之间的杂质泵送到空气侧，保证密封流体的清洁。当冲击消失后，气囊4恢复原始形状，第二密封唇5和防尘唇7离开轴表面，回到初始位置，不和轴产生接触，密封系统又回到正常工作的状态，最终实现吸收冲击、良好密封和减小摩擦的功能。
另外，金属弹簧3在主密封唇6磨损后仍然可以起到补偿作用，保持主密封唇6和轴的过盈接触，保证密封效果。

Claims (9)

1.一种带气囊的多唇阻尼油封，包括油封主体(1)和金属骨架(2)，其特征在于，所述油封主体(1)从油侧到空气侧依次具有第二密封唇(5)、主密封唇(6)和防尘唇(7)，其中，所述主密封唇(6)与轴过盈接触，所述第二密封唇(5)和防尘唇(7)与轴之间分别存在间隙；在所述第二密封唇(5)上方具有气囊(4)。
2.根据权利要求1所述的一种带气囊的多唇阻尼油封，其特征在于，所述第二密封唇(5)呈不等边钝角三角形结构，且其油侧倾角大于空气侧倾角。
3.根据权利要求1所述的一种带气囊的多唇阻尼油封，其特征在于，所述主密封唇(6)与轴接触，其油侧接触角大于空气侧接触角。
4.根据权利要求1或3所述的一种带气囊的多唇阻尼油封，其特征在于，所述主密封唇(6)与油封主体(1)的环状隔膜内侧的轴向距离A小于3mm。
5.根据权利要求1所述的一种带气囊的多唇阻尼油封，其特征在于，所述防尘唇(7)的油侧倾角小于空气侧倾角。
6.根据权利要求1所述的一种带气囊的多唇阻尼油封，其特征在于，所述主密封唇(6)上方设有金属弹簧(3)，金属弹簧(3)的安装中心相对主密封唇(6)向金属骨架(2)侧偏移。
7.根据权利要求6所述的一种带气囊的多唇阻尼油封，其特征在于，所述偏移的偏移量B为0.4～0.7mm。
8.根据权利要求1所述的一种带气囊的多唇阻尼油封，其特征在于，所述第二密封唇(5)与油封主体(1)为一体成型结构，所述气囊(4)加工在油封主体(1)中。
9.根据权利要求1所述的一种带气囊的多唇阻尼油封，其特征在于，充气圈(8)上具有第二密封唇(5)，并在其内部嵌有气囊(4)，所述充气圈(8)通过镶嵌或粘接的方式与油封主体(1)连接。
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