CN110822091A - 一种双向密封的ptfe曲轴油封 - Google Patents

Abstract

一种双向密封的PTFE曲轴油封，涉及油封技术领域，包括橡胶体、支撑骨架和PTFE唇片，所述PTFE唇片的贴轴面上设置有若干互相平行的环形槽，所述环形槽的中心轴与所述PTFE唇片外圆的中心轴夹角为锐角，在所述PTFE唇片的贴轴面上设置有至少两条通槽，所述通槽在所述PTFE唇片上圆周均布，每条所述通槽均贯穿所有所述环形槽。本发明能适用于双旋向工况，同时具有多条泵吸通道，泵吸通道同时作用，能防止油封因为一处堵塞导致整个油封失去泵吸作用，延长油封的使用寿命。

Description

一种双向密封的PTFE曲轴油封

技术领域

本发明涉及油封技术领域，具体涉及一种双向密封的PTFE曲轴油封。

背景技术

汽车领域发动机曲轴油封的工作原理是密封唇口和曲轴之间形成一层油膜，这层油膜能带走唇口与轴旋转运动产生的摩擦生热，起到润滑作用，又能在油膜的表面产生一定的张力，防止了工作介质的泄漏，从而实现曲轴的密封。油封的密封能力取决于密封面油膜的厚度。厚度过大，油封泄漏；厚度过小，可能发生干摩擦，引起油封和轴磨损；密封唇与轴之间没有油膜，则易引起发热、磨损，因此密封唇口材料的耐磨、耐温的性能对曲轴油封的密封效果起了重要作用。

PTFE曲轴油封的密封唇口贴有PTFE片，将PTFE片定型为喇叭状，保证PTFE片与曲轴接触面的宽度；PTFE片的贴轴面加工与轴旋转方向相反的螺旋状凹槽，又称螺旋槽，当发动机启动后，随着曲轴旋转，密封腔体的油压将密封介质排出，在PTFE贴轴面和曲轴之间形成一层薄薄的油膜，油膜随着曲轴一起旋转，利用流体动压效应，当油膜接触到螺旋槽时，螺旋槽的斜面会产生一个反作用力，当反作用力大于腔体的油压时，就会将向外泄露的密封介质推回腔体，实现密封，同时能将密封内部的杂质、碎屑等排出，称为泵吸效应；PTFE片的另一面加工与轴旋转方向相同的螺旋槽，增加PTFE片的随动性能，因为PTFE具有记忆性，跟随性能差，因此需保证有足够的贴轴宽度和随动性能以适应密封轴的跳动工况。

现有技术中的PTFE曲轴油封上密封唇口上加工的螺旋槽是一条与轴旋转方向相反的螺旋状的通槽，因此只能适用发动机曲轴单向旋转的工况，如果曲轴出现双向旋转工况，密封介质会随着螺旋槽排出腔体，产品出现泄露失效，因此现有的技术限制了产品的使用范围；如果螺旋槽出现一处堵塞，PTFE片会失去泵吸效应，导致使用寿命变差，严重情况下会出现整条螺旋槽全部被填平，影响PTFE片的跟随性能，还会摩擦生热导致油品碳化，影响密封性能，另外螺旋槽内的碎屑、油泥会因为长时间的摩擦升温而出现碳化，导致曲轴磨损，最终导致漏油失效。

发明内容

为了解决上述现有技术的问题，本发明提供一种双向密封的PTFE曲轴油封，PTFE唇片能适用于双旋向工况，同时具有多条泵吸通道，泵吸通道同时作用，能防止油封因为一处堵塞导致整个油封失去泵吸作用，延长油封的使用寿命。

本发明的目的可通过下列技术方案来实现：一种双向密封的PTFE曲轴油封，包括橡胶体、支撑骨架和PTFE唇片，所述PTFE唇片的贴轴面上设置有若干互相平行的环形槽，所述环形槽的中心轴与所述PTFE唇片外圆的中心轴夹角为锐角，在所述PTFE唇片的贴轴面上设置有至少两条通槽，所述通槽在所述PTFE唇片上圆周均布，每条所述通槽均贯穿所有所述环形槽。

优选的，所述环形槽的中心轴与所述PTFE唇片外圆的中心轴夹角角度为0.15°～1°。

优选的，在所述PTFE唇片的贴轴面的背面设置有若干互相平行的随动槽，所述随动槽的中心轴与所述通槽的中心轴平行。

优选的，所述随动槽与所述通槽错位分布在所述PTFE唇片上。

优选的，所述随动槽与所述通槽的错位距离为相邻通槽的距离的一半。

优选的，所述通槽数量为4条。

优选的，所述通槽与所述环形槽的截面均为等腰梯形结构，该等腰梯形的底边为槽的开口。

本发明所带来的综合效果包括：

1、本发明构造简单合理，使用方便，PTFE贴片的贴轴面上设置多条环形槽，环形槽的中心轴与PTFE贴片的外圆中心轴夹角为锐角，环形槽在PTFE贴片外圆中心轴方向上具有最高点和最低点，两者将环形槽分成旋向不同的两部分，能够使中心轴适用于不同的旋向，因此，每条环形槽均具有双旋向通道，能够适用于中心轴具有双向旋转的工况，同时在环形槽上设置有至少两条的通槽，将将油面侧和空气测连通起来，让环形槽发挥泵吸的作用。

2、多条环形槽形成多条泵吸通道，当其中一条被堵塞时，并不影响其他环形槽的使用，避免了单条螺旋槽因堵塞失去泵吸作用的风险，提高油封的使用寿命。

3、随动槽能增加PTFE唇片的随动性能，并且随动槽与通槽的中心轴平行且两者之间错位，不仅使通槽的结构稳定且能使PTFE唇片的两面均能作为贴轴面使用，以适用于一些需要反向反装的工况中。

附图说明

图1是本发明的PTFE唇片正向安装时的结构示意图。

图2是本发明的PTFE唇片反向安装时的结构示意图。

图3是本发明的PTFE唇片未安装是的结构示意图。

图4是本发明的PTFE唇片的局部截面结构示意图。

图5是本发明的环形槽与唇片中心轴的夹角θ的结构示意图。

其中，在附图中相同的部件用相同的附图标记；附图并未按照实际的比例绘制。

具体实施方式

下面结合附图和实施例进一步说明本发明。

实施例1

一种双向密封的PTFE曲轴油封，包括橡胶体1、支撑骨架2和PTFE唇片3，所述PTFE唇片3的贴轴面上设置有若干互相平行的环形槽4，所述环形槽4的中心轴与所述PTFE唇片3外圆的中心轴夹角为锐角θ(附图5)，θ角度范围为0.15°～1°，在所述PTFE唇片3的贴轴面上设置有4条通槽5，所述通槽5在所述PTFE唇片3上圆周均布，每条所述通槽5均贯穿所有所述环形槽4；环形槽4在PTFE贴片外圆中心轴方向上具有最高点a和最低点b，两点将环形槽4分成旋向不同的两部分，能够使中心转轴适用于不同的旋向，倾斜的环形槽4与中心转轴之间形成带有锥度的油膜，根据雷诺方程，工作时油膜会产生较强的流体动压效应，实现泵吸的功能，有效防止密封介质的泄露；因此，每条环形槽4均具有双旋向通道，能够适用于中心转轴具有双向旋转的工况，同时在环形槽4上设置有四条通槽5，将油面侧和空气测连通起来，让环形槽4发挥泵吸的作用。

在所述PTFE唇片3的贴轴面的背面设置有若干互相平行的随动槽6，所述随动槽6的中心轴与所述通槽5的中心轴平行；所述随动槽6与所述通槽5错位分布在所述PTFE唇片3上，错位距离为相邻通槽5的距离的一半；随动槽6能增加PTFE唇片3的随动性能，并且随动槽6与通槽5的中心轴平行且两者之间错位，不仅使通槽5的结构稳定且能使PTFE唇片3的两面均能作为贴轴面使用，以适用于一些需要反向反装的工况中，如附图1和附图2所示，本发明分别给出了正向安装和反向安装的结构示意图，因随动槽6和环形槽4可以调换使用，所以其使用原理相同，值得注意的是，当按照附图2反向安装时，通槽5位于随动槽6上。

附图3给出了未安装的PTFE唇片3结构，所有的环形槽4的圆心同心，PTFE唇片的内圆31与外圆32同心，环形槽4与PTFE唇片3的外圆具有偏心量e，该偏心量e使得PTFE唇片3在安装后，如图5所示，环形槽4的中心轴Ⅰ与唇片的外圆中心轴Ⅱ具有一定的夹角θ，该偏心量是环形槽4所在的平面与唇片的外圆中心轴Ⅱ呈一定夹角θ’，根据几何原理可知：θ＝θ’，在沿着两个圆心的直线方向上形成环形槽安装后的高点a和最低点b，从而形成双旋向回油槽，适用于双旋向工况。

如附图4所示，所述通槽5与所述环形槽4的截面均为等腰梯形结构，该等腰梯形的底边为槽的开口；采用等腰梯形结构能减小PTFE片与曲轴的接触面积，从而降低PTFE片的磨损量，延长使用寿命。

此外，相对于现有技术中PTFE曲轴油封的回油槽仅为一条与轴旋转方向相反的螺旋状的槽，本发明中的多条环形槽4形成多条泵吸通道，当其中一条被堵塞时，并不影响其他环形槽4的使用，避免了单条螺旋槽因堵塞失去泵吸作用的风险，提高油封的使用寿命，既适用单向旋转的工况又适用双向旋转的工况，改进后的PTFE油封不仅可以用于发动机曲轴领域，还可以用于变速箱、车桥等双向旋转的领域。

在本发明实施例中，以图3中的a，b两点为界限，将环形槽分成两部分，并且两部分的旋向相反，因此，在安装完成后，每条环形槽均有两个旋向，其中与轴旋向相反的部分起到泵吸的作用，与轴旋向相同的部分密封介质会沿着环形槽排出，但是，当排出的介质沿着环形槽流到通槽5时瞬间被另一侧具有泵吸作用的部分吸回腔体，从而达到润滑密封的效果。

本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本发明可实施的范畴。

以上参考了优选实施例对本发明进行了描述，但本发明的保护范围并不限制于此，任何落入权利要求的范围内的所有技术方案均在本发明的保护范围内。在不脱离本发明的范围的情况下，可以对其进行各种改进并且可以用等效物替换其中的部件。尤其是，只要不存在结构冲突，各个实施例中所提到的各项技术特征均可以任意方式组合起来。

Claims (7)

1.一种双向密封的PTFE曲轴油封，其特征在于，包括橡胶体(1)、支撑骨架(2)和PTFE唇片(3)，所述PTFE唇片(3)的贴轴面上设置有若干互相平行的环形槽(4)，所述环形槽(4)的中心轴与所述PTFE唇片(3)外圆的中心轴夹角为锐角，在所述PTFE唇片(3)的贴轴面上设置有至少两条通槽(5)，所述通槽(5)在所述PTFE唇片(3)上圆周均布，每条所述通槽(5)均贯穿所有所述环形槽(4)。

2.根据权利要求1所述的双向密封的PTFE曲轴油封，其特征在于，所述环形槽(4)的中心轴与所述PTFE唇片(3)外圆的中心轴夹角角度为0.15°～1°。

3.根据权利要求2所述的双向密封的PTFE曲轴油封，其特征在于，在所述PTFE唇片(3)的贴轴面的背面设置有若干互相平行的随动槽(6)，所述随动槽(6)的中心轴与所述通槽(5)的中心轴平行。

4.根据权利要求3所述的双向密封的PTFE曲轴油封，其特征在于，所述随动槽(6)与所述通槽(5)错位分布在所述PTFE唇片(3)上。

5.根据权利要求4所述的双向密封的PTFE曲轴油封，其特征在于，所述随动槽(6)与所述通槽(5)的错位距离为相邻通槽的距离的一半。

6.根据权利要求5所述的双向密封的PTFE曲轴油封，其特征在于，所述通槽(5)数量为4条。

7.根据权利要求1所述的双向密封的PTFE曲轴油封，其特征在于，所述通槽(5)与所述环形槽(4)的截面均为等腰梯形结构，该等腰梯形的底边为槽的开口。

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