CN110307340B - 一种高速高压液压泵的机械密封装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种高速高压液压泵的机械密封装置,包括壳体、后盖、传动轴,壳体内侧设有环槽Ⅰ,橡胶密封圈Ⅰ置于环槽Ⅰ中,壳体后端设有沉孔Ⅰ,轴承外圈与沉孔Ⅰ过盈配合安装,轴承内圈与传动轴过盈配合安装;后盖前端设有通孔Ⅱ,通孔Ⅱ内侧设有环槽Ⅱ,橡胶密封圈Ⅱ置于环槽Ⅱ中,后盖的后端设有沉孔Ⅱ,弹性元件安装在沉孔Ⅱ中;支撑架的后端设有凸缘,凸缘的前端面与弹性元件紧密贴合;密封环与支撑架活动连接,密封环的前端面与凸缘的后端面紧密贴合,密封环的后端面与轴承内圈的前端面紧密贴合。弹性元件提供补偿弹力,保证支撑架、密封环、轴承三者紧密贴合,具有结构简单、密封性好、耐高转速、耐振动冲击、可靠性高、寿命长等特点。

Description

一种高速高压液压泵的机械密封装置
技术领域
本发明涉及机械液压技术领域,特别涉及一种高速高压液压泵的机械密封装置。
背景技术
为提高高压液压泵的功率密度,液压泵正逐渐向高速和高压方向发展,但是,高速和高压带来了密封难题。由于传动轴贯穿在液压泵内外,传动轴与液压泵壳体之间存在一个圆周间隙,液压泵内部的液压油将通过该间隙向外泄漏,因此必须在传动轴尾部设置一个阻止泄漏的密封装置。低速低压液压泵普遍采用旋转轴唇形密封圈,由于密封圈使用橡胶材料,因此旋转轴唇形密封圈所允许的旋转速度和密封比压都较低,不能用于高速高压液压泵。对于减速箱、离心机等设备所采用的传统的机械密封,虽可用于液压泵,但传统的机械密封一般由动环、静环、弹簧、辅助密封圈等零件组成,存在结构复杂、耐振动和冲击性能差的问题,尤其是用于高速高压液压泵,由于高转速和高压力所产生的振动和冲击较为明显,因此高速高压液压泵若采用传统的机械密封,可靠性差,寿命短,容易漏油。
发明内容
为解决上述技术问题,本发明提供了一种高速高压液压泵的机械密封装置,旨在提高液压泵高速高压工况下的可靠性和寿命。
本发明通过以下技术方案得以实现。
一种高速高压液压泵的机械密封装置,包括壳体、后盖、传动轴,其特征在于:壳体设有通孔Ⅰ,传动轴与通孔Ⅰ间隙配合安装,壳体内侧设有环槽Ⅰ,橡胶密封圈Ⅰ置于环槽Ⅰ中,后盖安装在壳体中靠近前端的位置,后盖的外侧与橡胶密封圈Ⅰ紧密贴合,壳体的后端设有沉孔Ⅰ,轴承外圈与沉孔Ⅰ过盈配合安装,轴承内圈与传动轴过盈配合安装;
后盖的前端设有通孔Ⅱ,通孔Ⅱ内侧设有环槽Ⅱ,橡胶密封圈Ⅱ置于环槽Ⅱ中,后盖的后端设有沉孔Ⅱ,弹性元件安装在沉孔Ⅱ中;
支撑架与后盖活动连接,支撑架的前端伸入通孔Ⅱ中,支撑架的前端与橡胶密封圈Ⅱ紧密贴合,支撑架的后端设有凸缘,凸缘的前端面与弹性元件紧密贴合,支撑架还设有通孔Ⅲ,传动轴与通孔Ⅲ间隙配合安装;
密封环与支撑架活动连接,密封环的前端面与凸缘的后端面紧密贴合,密封环的后端面与轴承内圈的前端面紧密贴合。
所述沉孔Ⅱ内侧设有两处呈对称分布的凸台,所述支撑架的凸缘外侧设有两处呈对称分布的限位槽。
每处凸台后方还设有卡扣。
所述轴承是采用深沟球轴承或角接触球轴承。
所述弹性元件是采用波形弹簧、碟形弹簧、圆柱压缩弹簧中任意一种。
所述密封环的材料是采用浸铜石墨或铜铅合金。
所述传动轴设有挡肩,挡肩与所述轴承内圈的后端面紧密贴合,在挡肩的根部设有环槽Ⅲ,橡胶密封圈Ⅲ置于环槽Ⅲ中,轴承内圈与橡胶密封圈Ⅲ紧密贴合。
本发明的有益效果在于:用轴承取代了传统机械密封中的动环,轴承不仅可以提供轴向支撑,还可以提供径向支撑,增加了机械密封装置耐振动和耐冲击能力;密封环位于支撑架与轴承之间,密封环相对于支撑架和轴承可以自由转动,降低了密封环与轴承这对摩擦副的比功和比压,增加了摩擦副的寿命和可靠性;本发明不仅适用于高速高压液压泵,而且适用于其它高速旋转机械。
附图说明
图1是本发明的剖视图;图2是本发明的后盖示意图;图3是本发明的支撑架示意图。
图面说明:1、壳体,2、后盖,3、传动轴,4、橡胶密封圈Ⅰ,5、轴承,6、橡胶密封圈Ⅱ,7、弹性元件,8、支撑架,9、密封环,10、橡胶密封圈Ⅲ,11、通孔Ⅰ,12、环槽Ⅰ,13、沉孔Ⅰ,21、通孔Ⅱ,22、环槽Ⅱ,23、沉孔Ⅱ,24、凸台,25、卡扣,81、凸缘,82、通孔Ⅲ,83、限位槽,31、挡肩,32、环槽Ⅲ。
具体实施方式
下面进一步描述本发明的技术方案,但要求保护的范围并不局限于所述。
如图1所示,一种高速高压液压泵的机械密封装置,包括壳体1、后盖2、传动轴3,壳体1设有通孔11Ⅰ,传动轴3与通孔11Ⅰ间隙配合安装,壳体1内侧设有环槽12Ⅰ,橡胶密封圈4Ⅰ置于环槽12Ⅰ中,后盖2安装在壳体1中靠近前端的位置,后盖2的外侧与橡胶密封圈4Ⅰ紧密贴合,壳体1的后端设有沉孔13Ⅰ,深沟球轴承5外圈与沉孔13Ⅰ13过盈配合安装,轴承5内圈与传动轴3过盈配合安装。
如图2所示,后盖2的前端设有通孔21Ⅱ,通孔21Ⅱ内侧设有环槽22Ⅱ,橡胶密封圈6Ⅱ置于环槽22Ⅱ中,后盖2的后端设有沉孔23Ⅱ,弹性元件7安装在沉孔23Ⅱ中。
支撑架8与后盖2活动连接,支撑架8的前端伸入通孔21Ⅱ中,支撑架8的前端与橡胶密封圈6Ⅱ紧密贴合,支撑架8的后端设有凸缘81,凸缘81的前端面与弹性元件7紧密贴合,支撑架8还设有通孔82Ⅲ,传动轴3与通孔82Ⅲ间隙配合安装。
用浸铜石墨制成的密封环9与支撑架8活动连接,密封环9的前端面与凸缘81的后端面紧密贴合,密封环9的后端面与深沟球轴承5内圈的前端面紧密贴合。
如图2所示,沉孔23Ⅱ内侧设有两处呈对称分布的凸台24,每处凸台24后方还设有卡扣25;如图3所示,支撑架8的凸缘81外侧设有两处呈对称分布的限位槽83。
传动轴3设有挡肩31,挡肩31与深沟球轴承5内圈的后端面紧密贴合,在挡肩31的根部设有环槽32Ⅲ,橡胶密封圈10Ⅲ置于环槽32Ⅲ中,深沟球轴承5内圈与橡胶密封圈10Ⅲ紧密贴合。
支撑架与后盖活动连接,支撑架的前端伸入通孔Ⅱ中,支撑架的前端与橡胶密封圈Ⅱ紧密贴合,支撑架的后端设有凸缘,凸缘的前端面与弹性元件紧密贴合,支撑架还设有通孔Ⅲ,传动轴穿过通孔Ⅲ,传动轴与通孔Ⅲ间隙配合安装。
密封环9位于支撑架与轴承之间,密封环与支撑架活动连接,密封环的前端面与支撑架凸缘的后端面紧密贴合,密封环的后端面与轴承内圈的前端面紧密贴合,密封环可相对于支撑架凸缘以及轴承内圈自由转动;弹性元件提供补偿弹力,保证支撑架、密封环、轴承三者紧密贴合。
进一步地,后盖2后端的沉孔Ⅱ内侧设有两处呈对称分布的凸台,支撑架的凸缘外侧设有两处呈对称分布的限位槽,限位槽的宽度比凸台的宽度略宽,在支撑架装入后盖时,将支撑架的限位槽对齐后盖的凸台之后放入,这样能够防止支撑架随密封环一起转动,保证支撑架与后盖之间始终为静密封。
更进一步地,后盖2上两处凸台后方还设有卡扣,卡扣的宽度比凸台的宽度略宽,但是比限位槽的宽度略窄,卡扣不会影响限位槽放入凸台;当支撑架装入后盖后,由于限位槽的宽度比凸台的宽度略宽,可以人为地稍微旋转支撑架,使限位槽转过一个很小的角度,限位槽两侧的凸缘进入卡扣下方,被卡扣挡住,在弹性元件的弹力作用下,凸缘紧紧地压在卡扣上,能更进一步地防止支撑架随密封环一起转动,保证支撑架与后盖之间静密封的可靠性,并且拆卸起来也很方便。
进一步地,轴承5可以是深沟球轴承、角接触球轴承等常规轴承,也可以是其它的非常规轴承。
进一步地,弹性元件7可以采用波形弹簧、碟形弹簧、圆柱压缩弹簧,甚至可以用电磁铁来代替弹性元件。
进一步地,密封环9的材料可以采用浸铜石墨、铜铅合金等金属自润滑材料,或者采用廉价金属表面镀银或喷涂二硫化钼;为降低成本,密封环的材料可以采用聚四氟乙烯等非金属自润滑材料,但是会缩短密封环的寿命。
进一步地,如果壳体1采用铝合金材料,轴承采用轴承钢材料,则轴承外圈与沉孔Ⅰ的过盈量优选(0.012~0.018)mm。
进一步地,如果传动轴3采用工具钢材料,轴承采用轴承钢材料,则轴承内圈与传动轴的过盈量优选(0.008~0.012)mm。
此外,在传动轴3上还可设置挡肩,挡肩与轴承内圈的后端面紧密贴合,在挡肩的根部开设环槽Ⅲ,将橡胶密封圈Ⅲ置于环槽Ⅲ中,轴承内圈与橡胶密封圈Ⅲ紧密贴合,这样的密封效果比单纯依靠过盈配合安装更好,阻止油液从轴承内圈与传动轴之间渗漏,降低了对加工精度的要求。

Claims (7)

1.一种高速高压液压泵的机械密封装置,包括壳体、后盖、传动轴,其特征在于:壳体设有通孔Ⅰ,传动轴与通孔Ⅰ间隙配合安装,壳体内侧设有环槽Ⅰ,橡胶密封圈Ⅰ置于环槽Ⅰ中,后盖安装在壳体中靠近前端的位置,后盖的外侧与橡胶密封圈Ⅰ紧密贴合,壳体的后端设有沉孔Ⅰ,轴承外圈与沉孔Ⅰ过盈配合安装,轴承内圈与传动轴过盈配合安装;
后盖的前端设有通孔Ⅱ,通孔Ⅱ内侧设有环槽Ⅱ,橡胶密封圈Ⅱ置于环槽Ⅱ中,后盖的后端设有沉孔Ⅱ,弹性元件安装在沉孔Ⅱ中;
支撑架与后盖活动连接,支撑架的前端伸入通孔Ⅱ中,支撑架的前端与橡胶密封圈Ⅱ紧密贴合,支撑架的后端设有凸缘,凸缘的前端面与弹性元件紧密贴合,支撑架还设有通孔Ⅲ,传动轴与通孔Ⅲ间隙配合安装;
密封环与支撑架活动连接,密封环的前端面与凸缘的后端面紧密贴合,密封环的后端面与轴承内圈的前端面紧密贴合。
2.如权利要求1所述的高速高压液压泵的机械密封装置,其特征在于:所述沉孔Ⅱ内侧设有两处呈对称分布的凸台,所述支撑架的凸缘外侧设有两处呈对称分布的限位槽。
3.如权利要求2所述的高速高压液压泵的机械密封装置,其特征在于:每处凸台后方还设有卡扣。
4.如权利要求1所述的高速高压液压泵的机械密封装置,其特征在于:所述轴承是采用深沟球轴承或角接触球轴承。
5.如权利要求1所述的高速高压液压泵的机械密封装置,其特征在于:所述弹性元件是采用波形弹簧、碟形弹簧、圆柱压缩弹簧中任意一种。
6.如权利要求1所述的高速高压液压泵的机械密封装置,其特征在于:所述密封环的材料是采用浸铜石墨或铜铅合金。
7.如权利要求1所述的高速高压液压泵的机械密封装置,其特征在于:所述传动轴设有挡肩,挡肩与所述轴承内圈的后端面紧密贴合,在挡肩的根部设有环槽Ⅲ,橡胶密封圈Ⅲ置于环槽Ⅲ中,轴承内圈与橡胶密封圈Ⅲ紧密贴合。
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