CN110701131A - 用于气缸活塞杆密封的石墨自润滑装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种用于气缸活塞杆密封的石墨自润滑装置，其包括活塞杆、缸盖、杆密封组件和自润滑组件，活塞杆分别通过杆密封组件以及自润滑组件和缸盖连接，杆密封组件，包括唇形密封圈、O形密封圈、矩形滑环和防尘圈，自润滑组件，包括橡胶套、石墨环、压环、锁紧螺钉、紧定螺钉和端盖，石墨环的外壁和橡胶套凹槽的内壁连接，橡胶套的外壁和缸盖内壁连接，橡胶套的第二端面和压环的第一端面连接，压环第二端面的下半部分和防尘圈的端面连接，压环的内壁和活塞杆连接，压环的外壁和缸盖内壁连接，紧定螺钉通过端盖和压环第二端面的上半部分连接。本发明解决了采用油润滑时无法及时减缓磨损的问题，提高了工作效率和工作环境质量。

Description

用于气缸活塞杆密封的石墨自润滑装置

技术领域

本发明涉及气动密封与润滑技术领域，特别涉及一种用于气缸活塞杆密封的石墨自润滑装置。

背景技术

在气动系统中，气缸活塞杆频繁性地实现往复运动。活塞杆与缸筒之间的密封圈一般为唇式密封圈与组合密封圈，这类气动密封能够承受较高的压力，从而能够实现输出较大的推力。但是压力越大，密封圈与活塞杆接触面积也越大，从而使得密封与活塞杆之间的摩擦力增大，由此，在高压应用需求与频繁往复运动工况下，过大的摩擦力阻碍了气缸输出运动的高速响应，并且密封件的磨损加剧，从而导致密封圈过早失去密封作用，导致气缸出现漏气、跑气等现象。

当前，解决这类高压气缸活塞杆摩擦力过大的润滑方式，一般选择间隙涂油或滴油润滑。但在活塞杆频繁的伸缩动作过程中，使用这种方式润滑，会使得气缸外部很脏，灰尘颗粒等杂质极易沾落在上面，不易清扫，使得气缸工作环境质量下降，还加剧了活塞杆和密封圈等零件的磨损，也会导致气缸漏气等问题。使用这种方式润滑时，润滑油的量也不是很好控制的，而且对于某些密封件也会因此老化，并且采用油润滑时，会使得人工加油次数较为频繁，加油过程较为繁琐，增加了工作量，降低了气缸的工作效率。因此，我们需要寻找一种干净、可靠、高效的自润滑方式。

发明内容

针对气动气缸活塞杆润滑密封中遇到的问题，本发明提供一种用于气缸活塞杆密封的石墨自润滑装置，主要为了提高气缸的润滑和密封性能，改善工作环境质量，减少对环境的污染，同时减轻工作量，提高气缸的工作效率。

本发明提供一种用于气缸活塞杆密封的石墨自润滑装置，其包括活塞杆、缸盖、杆密封组件和自润滑组件，所述活塞杆分别通过所述杆密封组件以及所述自润滑组件和所述缸盖的内壁连接，所述杆密封组件包括唇形密封圈、O形密封圈、矩形滑环和防尘圈，所述唇形密封圈的内壁和所述活塞杆连接，所述唇形密封圈的外壁和所述缸盖的内壁连接，所述矩形滑环的内壁和所述活塞杆连接，所述矩形滑环的外壁和所述O形密封圈的内壁连接，所述O形密封圈的外壁和所述缸盖内壁连接，所述O形密封圈和所述矩形滑环组成气动组合密封件，所述防尘圈的内壁和所述活塞杆连接，所述防尘圈的外壁和所述端盖内壁连接；所述自润滑组件包括橡胶套、石墨环、压环和端盖，所述石墨环由三瓣相同的扇形圆环组合而成，所述石墨环的内壁和所述活塞杆连接，所述石墨环的外壁和所述橡胶套的凹槽的内壁连接，所述橡胶套的外壁和所述缸盖的内壁连接，所述橡胶套的第一端面和所述缸盖内壁的一侧连接，所述橡胶套的第二端面和所述压环的第一端面连接，所述压环的第二端面的下半部分和所述防尘圈的端面连接，所述压环的内壁和所述活塞杆连接，所述压环的外壁和所述缸盖的内壁连接，所述缸盖的内壁设有第一凹槽、第二凹槽和第三凹槽，所述第一凹槽的宽度和所述唇形密封圈的宽度相等，所述第二凹槽的宽度与所述O形密封圈的宽度相等，所述第三凹槽的宽度大于所述橡胶套的宽度。

自润滑组件的巧妙设计，使得工作一段时间之后，石墨环内侧被摩擦消耗后，因橡胶套富有弹性，初始的压紧力仍然可以保证橡胶套挤压石墨环，使石墨环仍与活塞杆为接触状态，当石墨环内侧被摩擦损耗到橡胶套不足以使石墨环与活塞杆紧密接触时，可以通过调整紧定螺钉来调整压环对橡胶套的压力，从而调整橡胶套对石墨环的压紧力，让石墨环始终与活塞杆处于接触的状态，达到自润滑效果。缸盖凹槽的设计进一步不仅保证了杆密封组件在工作过程的密封性能，也保证了自润滑组件的密封性能，具有双重密封的作用。

可优选的是，所述唇形密封圈、所述O形密封圈、所述矩形滑环、所述防尘圈、所述橡胶套、所述石墨环、所述压环、所述缸盖的内壁、所述端盖的内壁和所述活塞杆同轴心。

可优选的是，所述唇形密封圈的内壁、所述矩形滑环的内壁、所述防尘圈的内壁、所述石墨环的内壁、所述压环的内壁和所述活塞杆的直径相等，所述O形密封圈的内壁和所述矩形滑环的外壁相等，所述O形密封圈的宽度和所述矩形滑环的宽度相等，所述石墨环外壁和所述橡胶套内侧凹槽直径相等，所述压环的外壁和所述橡胶套的外壁相等，所述缸盖的高度和所述端盖的高度相等，所述紧定螺钉的长度大于所述端盖的宽度。

可优选的是，每一瓣扇形圆环的圆周角为120°，每一瓣扇形圆环的切口为平面直口状，相邻两瓣之间的间隙为0.5-1mm，所述橡胶套整体形状为环状，截面形状呈凹字形状，所述内侧凹槽的宽度和所述石墨环的宽度相等。

可优选的是，所述端盖通过紧定螺钉和所述压环的第二端面的上半部分连接，所述缸盖的一端和所述端盖通过锁紧螺钉固定连接。

可优选的是，所述端盖外形为凸缘式透盖，所述端盖端面有两圈通孔，内圈设有三个呈120°均匀分布的通孔，所述内圈上的通孔位置与所述石墨环的三瓣扇形圆环位置相对应，所述内圈上的通孔和所述紧定螺钉连接，所述外圈上的通孔和所述锁紧螺钉连接，所述石墨环的扇形圆环的数量和所述紧定螺钉的数量相等。

本发明与现有技术相比，具有如下优点：

本发明提供的用于气缸活塞杆密封的石墨自润滑装置的采用，解决了采用油润滑时，润滑油供应不足而无法及时减缓磨损的问题；而且本结构中石墨环自润滑的效果，可以长时间不用去管理，不会再担心因润滑问题而频繁的添加润滑油，减轻了工人的劳动强度，减少不必要的工作流程和时间，提高了工作效率；解决了因使用油润滑，而降低了工作环境质量的问题，石墨自润滑装置不仅结构简单耐用，安装快速，对环境污染低。

附图说明

图1为本发明用于气缸活塞杆密封的石墨自润滑装置的整体结构示意图；以及

图2为本发明用于气缸活塞杆密封的石墨自润滑装置中A-A方向的剖面结构示意图。

主要附图标记：

活塞杆1，缸盖2，唇形密封圈3，O形密封圈4，矩形滑环5，橡胶套6，石墨环7，压环8，锁紧螺钉9，紧定螺钉10，端盖11，防尘圈12。

具体实施方式

为详尽本发明之技术内容、结构特征、所达成目的及功效，以下将结合说明书附图进行详细说明。

用于气缸活塞杆密封的石墨自润滑装置，如图1所示，其包括活塞杆1、缸盖2、杆密封组件和自润滑组件。在气动气缸中的往复伸缩运动的活塞杆1和固定缸盖2之间，设置有杆密封组件和自润滑组件，活塞杆1分别通过杆密封组件以及自润滑组件和缸盖2的内壁连接。

杆密封组件，其包括唇形密封圈3、O形密封圈4、矩形滑环5和防尘圈12，唇形密封圈3的内壁和活塞杆1连接，唇形密封圈3的外壁和缸盖2的内壁连接，矩形滑环5的内壁和活塞杆1连接，矩形滑环5的外壁和O形密封圈4的内壁连接，O形密封圈4的外壁和缸盖2的内壁连接，O形密封圈4和矩形滑环5组成气动组合密封件，防尘圈12的内壁和活塞杆1连接，防尘圈12的外壁和端盖2的内壁连接。

防尘圈12位于靠近缸盖2端部的一侧，其作用是防止灰尘杂质进入气缸体内；唇形密封圈3位于缸盖2内壁的内部，其作用是当腔体内压强变大时，气体的作用力会紧紧挤压缸盖2与活塞杆1间的唇型密封圈3，使得唇形密封圈3和活塞杆1更加紧凑，防止气体沿活塞杆1溢出，保证了气缸的密封性；气动组合密封件位于缸盖2内壁的内部，气动组合密封件是由一个O形橡胶圈4和一个填充聚四氟乙烯材料的矩形滑环5组合而成，起到了防止气体泄漏和保证密封性良好的作用；自润滑组件处在气动组合密封件和防尘圈12中间。

自润滑组件，其包括橡胶套6、石墨环7、压环8、锁紧螺钉9、紧定螺钉10和端盖11，石墨环7的内壁和活塞杆1连接，石墨环7的外壁和橡胶套6凹槽的内壁连接，橡胶套6的外壁和缸盖2的内壁连接，橡胶套6的第一端面和缸盖2内壁的一侧连接，橡胶套6的第二端面和压环8的第一端面连接，压环8第二端面的下半部分和防尘圈12的端面连接，压环8的内壁和活塞杆1连接，压环8的外壁和缸盖2的内壁连接，紧定螺钉10通过端盖11和压环8第二端面的上半部分连接，缸盖2的一端和端盖11通过锁紧螺钉9固定连接。

如图1所示，唇形密封圈3、O形密封圈4、矩形滑环5、防尘圈12、橡胶套6、石墨环7、压环8、缸盖2的内壁、端盖11的内壁和活塞杆1同轴心。

唇形密封圈3的内壁、矩形滑环5的内壁、防尘圈12的内壁、石墨环7的内壁、压环8的内壁和活塞杆1的直径相等，O形密封圈4的内壁和矩形滑环5的外壁相等，O形密封圈4的宽度和矩形滑环5的宽度相等，石墨环7的外壁和橡胶套6内侧的凹槽直径相等，压环8的外壁和橡胶套6的外壁相等，缸盖2的高度和端盖11的高度相等，紧定螺钉10的长度大于端盖11的宽度。

如图2所示，石墨环7由三瓣相同的扇形圆环组合而成，每一瓣圆周角为120°，每一瓣的切口为平面直口状，相邻两瓣之间的间隙为0.5-1mm，橡胶套6的材料是选用具有一定弹性的橡胶类材料制成，橡胶套6的整体形状为环状，截面形状呈“凹”字形状，内侧凹槽的宽度和石墨环7的宽度相等，橡胶套6的作用是用来固定放置石墨环7的。

如图1所示，压环8的形状为饼状圆环，压环8的作用是把端盖11或紧定螺钉9所施加的压紧力传递给橡胶套6，使橡胶套6能够均匀受压。

缸盖2的内壁设有三个凹槽，如图1所示，第一凹槽的宽度和唇形密封圈3的宽度相等，第二凹槽的宽度与O形密封圈4的宽度相等，第三凹槽的宽度大于橡胶套6的宽度。

端盖11的外形为凸缘式透盖，轴孔内设有放置防尘圈12的凹槽，凹槽的宽度和防尘圈12的宽度相等，端盖11端面有两圈通孔，内圈设有三个呈120°均匀分布的通孔，位置能够保障紧定螺钉10顶到压环8的侧面上，内圈上的通孔位置与石墨环7的三瓣扇形圆环位置相对应，内圈上的通孔和紧定螺钉10连接，操作人员可通过调节紧定螺钉10来调节对压环8的压紧力，进而改变对橡胶套6的压紧力，外圈上的通孔和锁紧螺钉9连接，在气缸工作前，操作人员可通过调节锁紧螺钉9来调节端盖11对压环8的作用力，进而调节对橡胶套6的压紧力，石墨环7的扇形圆环的数量和紧定螺钉10的数量相等。

用于气缸活塞杆密封的石墨自润滑装置的主要工作原理是：在气缸工作时，在气动气缸中的活塞杆1往复运动过程中，唇型密封圈3和气动组合密封件紧贴活塞杆1的外壁，形成密封；在橡胶套6的挤压作用下，石墨会被均匀的涂抹在活塞杆1上，从而达到润滑效果；当长时间工作后，石墨环7的内侧被摩擦损耗到橡胶套6不足以使石墨环7与活塞杆1紧密接触时，操作人员可以通过调整紧定螺钉10来调整对压环8的压力，从而对橡胶套6的压力进行调节，最终使橡胶套6对石墨环7的压紧力得到加强，让石墨环7的内环石墨能再一次被均匀涂抹在活塞杆1的外壁上，使活塞杆1得到长期的润滑，减少磨损寿命。

以下结合实施例对本发明用于气缸活塞杆密封的石墨自润滑装置做进一步描述：

在气动气缸工作之前，对装置的整体结构进行相应的组装和密封，保证活塞杆1在运动过程的良好密封性，从而使活塞杆1能够达到自润滑的性能，减少活塞杆1的磨损，提高活塞杆1的使用寿命。首先，在气动气缸中往复伸缩运动的活塞杆1和固定缸盖2之间，设置杆密封组件和自润滑组件。杆密封组件，其包括唇形密封圈3、O形密封圈4、矩形滑环5和防尘圈12，在靠近固定缸盖2端部的位置设置防尘圈12，在活塞杆1和固定缸盖2之间设置唇形密封圈3和气动组合密封件，将自润滑组件放置在气动组合密封件和防尘圈12中间。

O形密封圈4和矩形滑环5组成气动组合密封件，接着，将矩形滑环5的内壁和活塞杆1配合连接，矩形滑环5的外壁和O形密封圈4的内壁配合连接，O形密封圈4的外壁和缸盖2的内壁配合连接，起到防止气体泄漏和保证密封性的作用；将防尘圈12设置在端盖11和活塞杆1之间，被卡在端盖11的凹槽内，其作用是防止灰尘杂质进入气缸体内；将唇型密封圈3设置在活塞杆1和缸盖2之间，来保证气缸的密封性能。

自润滑组件，其包括橡胶套6、石墨环7、压环8、锁紧螺钉9、紧定螺钉10和端盖11。然后，将石墨环7的内侧与活塞杆1接触，其内圆环的直径尺寸与活塞杆1直径尺寸相匹配，将石墨环7的外侧固定嵌套在橡胶套6内，当橡胶套6向内挤压石墨环7时，会使石墨环7紧挨活塞杆1，而在活塞杆1往复运动过程中会与石墨环7摩擦，从而石墨被均匀涂抹在活塞杆表面上，达到润滑效果。

橡胶套6的材料是选用弹性的橡胶类材料，整体形状为环状，其凹槽内侧轮廓形状尺寸设计与石墨环7的形状尺寸相匹配，然后，将橡胶套6的外侧由缸盖2挡住，两端面分别由缸盖2和压环8挡住，橡胶套6的作用是用来固定和放置石墨环7，橡胶套6通过被一端的压环8挤压，使之受力变形，进而便会向内挤压石墨环7，使石墨环7紧挨活塞杆1，从而达到润滑密封的效果。

最后，通过锁紧螺钉9，将缸盖2的一端与端盖11连接固定，端盖11沿活塞杆向内侧紧紧抵住压环8的一端，橡胶套6被卡在缸盖2与压环8之间，并被压环8的另一端紧紧压住，将石墨环7嵌入橡胶套6内，压紧的橡胶套6对石墨环7以及活塞杆1施加持续的抱紧力，使得石墨环7内侧紧压着活塞杆1，紧定螺钉10穿过端盖11，抵住压环8的一端。

将自润滑组件安装完毕后，当气缸工作时，气缸腔体内压强变大，压力作用会推动着活塞杆1运动，在此期间气的作用力会紧紧挤压缸盖2与活塞杆1间的唇型密封圈3，使得唇形密封圈3和活塞杆1更加紧凑，从而达到密封的效果；同样，安装在缸盖2与活塞杆1间的气动组合密封件中的O形密封圈4和矩形滑环5也起到了防止气体泄漏和保证密封性良好的作用。

套在橡胶套6中的石墨环7与活塞杆1接触，在活塞杆1往复运动过程中，石墨被均匀的涂在活塞杆1上，使得活塞杆上持续存在石墨润滑接触，达到润滑的效果。石墨环7的外侧被橡胶套6完全包围，初始时橡胶套6就有一个向内挤压石墨环7的力，使得石墨环7与活塞杆1完整的接触，从而达到润滑效果。

当工作一段时间之后，石墨环7内侧被摩擦消耗后，因橡胶套6是富有弹性的材料，初始的压紧力仍然可以保证橡胶套6挤压石墨环7，使石墨环7仍与活塞杆1为接触状态，达到自润滑效果。当长时间工作后，石墨环7内侧被摩擦损耗到橡胶套6不足以使石墨环7与活塞杆1紧密接触时，可以通过调节紧定螺钉10来调节对压环8的压紧力，进而改变对橡胶套6的压紧力，进而改变对石墨环7的压紧力，让石墨环7正常工作。

自润滑组件中的石墨环7安装和更换方便，相对于油润滑，对工人的作业能力要求低，同时也减少了不必要的工作流程和时间；增加了气动气缸连续工作的时间，从而提高了工作效率。

以上所述的实施例仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案做出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。

Claims (6)

1.一种用于气缸活塞杆密封的石墨自润滑装置，其特征在于，其包括活塞杆、缸盖、杆密封组件和自润滑组件，所述活塞杆分别通过所述杆密封组件以及所述自润滑组件和所述缸盖的内壁连接，所述杆密封组件包括唇形密封圈、O形密封圈、矩形滑环和防尘圈，所述唇形密封圈的内壁和所述活塞杆连接，所述唇形密封圈的外壁和所述缸盖的内壁连接，所述矩形滑环的内壁和所述活塞杆连接，所述矩形滑环的外壁和所述O形密封圈的内壁连接，所述O形密封圈的外壁和所述缸盖内壁连接，所述O形密封圈和所述矩形滑环组成气动组合密封件，所述防尘圈的内壁和所述活塞杆连接，所述防尘圈的外壁和所述端盖的内壁连接；以及

所述自润滑组件包括橡胶套、石墨环、压环和端盖，所述石墨环由三瓣相同的扇形圆环组合而成，所述石墨环的内壁和所述活塞杆连接，所述石墨环的外壁和所述橡胶套的凹槽的内壁连接，所述橡胶套的外壁和所述缸盖的内壁连接，所述橡胶套的第一端面和所述缸盖内壁的一侧连接，所述橡胶套的第二端面和所述压环的第一端面连接，所述压环的第二端面的下半部分和所述防尘圈的端面连接，所述压环的内壁和所述活塞杆连接，所述压环的外壁和所述缸盖的内壁连接，所述缸盖的内壁设有第一凹槽、第二凹槽和第三凹槽，所述第一凹槽的宽度和所述唇形密封圈的宽度相等，所述第二凹槽的宽度与所述O形密封圈的宽度相等，所述第三凹槽的宽度大于所述橡胶套的宽度。

2.根据权利要求1所述的用于气缸活塞杆密封的石墨自润滑装置，其特征在于，所述唇形密封圈、所述O形密封圈、所述矩形滑环、所述防尘圈、所述橡胶套、所述石墨环、所述压环、所述缸盖的内壁、所述端盖的内壁和所述活塞杆同轴心。

3.根据权利要求2所述的用于气缸活塞杆密封的石墨自润滑装置，其特征在于，所述唇形密封圈的内壁、所述矩形滑环的内壁、所述防尘圈的内壁、所述石墨环的内壁、所述压环的内壁和所述活塞杆的直径相等，所述O形密封圈的内壁和所述矩形滑环的外壁相等，所述O形密封圈的宽度和所述矩形滑环的宽度相等，所述石墨环外壁和所述橡胶套内侧凹槽直径相等，所述压环的外壁和所述橡胶套的外壁相等，所述缸盖的高度和所述端盖的高度相等，所述紧定螺钉的长度大于所述端盖的宽度。

4.根据权利要求1或者3所述的用于气缸活塞杆密封的石墨自润滑装置，其特征在于，每一瓣扇形圆环的圆周角为120°，每一瓣扇形圆环的切口为平面直口状，相邻两瓣之间的间隙为0.5-1mm，所述橡胶套的整体形状为环状，截面形状呈凹字形状，所述内侧凹槽的宽度和所述石墨环的宽度相等。

5.根据权利要求1或者3所述用于气缸活塞杆密封的石墨自润滑装置，其特征在于，所述端盖通过紧定螺钉和所述压环的第二端面的上半部分连接，所述缸盖的一端和所述端盖通过锁紧螺钉固定连接。

6.根据权利要求1或者4所述用于气缸活塞杆密封的石墨自润滑装置，其特征在于，所述端盖外形为凸缘式透盖，所述端盖端面有两圈通孔，内圈设有三个呈120°均匀分布的通孔，所述内圈上的通孔位置与所述石墨环的三瓣扇形圆环位置相对应，所述内圈上的通孔和所述紧定螺钉连接，所述外圈上的通孔和所述锁紧螺钉连接，所述石墨环的扇形圆环的数量和所述紧定螺钉的数量相等。

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