CN112502786A - 一种刷式密封结构及其加工方法 - Google Patents

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陈景海
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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    • B23P11/02—Connecting or disconnecting metal parts or objects by metal-working techniques not otherwise provided for  by first expanding and then shrinking or vice versa, e.g. by using pressure fluids; by making force fits
    • B23P11/025—Connecting or disconnecting metal parts or objects by metal-working techniques not otherwise provided for  by first expanding and then shrinking or vice versa, e.g. by using pressure fluids; by making force fits by using heat or cold

Abstract

本申请提供了一种刷式密封结构加工方法，包括：使丝束均匀的缠绕排列在芯轴上，通过包壳夹紧丝束形成直列刷条；将直列刷条滚制成刷丝环，搭接头处点焊固定形成整体刷丝环；将整体刷丝环嵌入内板，单独加热外板，使外板的内锥膨胀，之后与内板热装配，扣入内板的外圆，外板冷却后，外板的内锥收口，与内板的外圆扣紧，从而形成整体的刷式密封结构。本申请提供的刷式密封结构加工方法与传统的焊接刷环密封结构相比，彻底脱离了高能焊接工艺，彻底避免了焊接工艺带来的一系列影响，无需焊接工装；丝束间受力更加均匀自然，装配简单、刚性高；由于无特殊工艺要求，加工成本进一步降低，有利于批产，能够产生较高的附加值。

Description

一种刷式密封结构及其加工方法
技术领域
本申请属于密封技术领域，特别涉及一种刷式密封结构及其加工方法。
背景技术
刷式密封广泛应用于航空发动机、燃气轮机领域，大多数结构均为焊接形式，即将预先排布好的刷丝环焊成一体，其优点是刷丝焊接后连接强度高，刷环整体刚性好，缺点是，在焊接及焊后退火过程中焊缝及刷丝易形成缺陷，焊接应力大，易变形，焊接和无损检测成本高。同时基于焊接形式的刷丝环成形工艺，从机理上容易造成丝束间受力不均，产生不规律偏移，刷丝间易分缝，客观存在工艺先天缺陷。由于采用高能焊接及真空热处理工序，提高了加工成本，且有一定的焊接废品率。
发明内容
本申请的目的是提供了一种刷式密封结构及其加工方法，以解决或减轻背景技术中的至少一个问题。
本申请的技术方案是：一种刷式密封结构加工方法，所述方法包括：
使丝束均匀的缠绕排列在芯轴上，通过包壳夹紧丝束形成直列刷条；
将直列刷条滚制成刷丝环，搭接头处点焊固定形成整体刷丝环；
将整体刷丝环嵌入内板，单独加热外板，使外板的内锥膨胀，之后与内板热装配，扣入内板的外圆，外板冷却后，外板的内锥收口，与内板的外圆扣紧，从而形成整体的刷式密封结构。
进一步的，所述直列刷条滚制成刷丝环时采用钣金工艺滚制。
另外，本申请中还提供了一种刷式密封结构，所述刷式密封结构包括：内板、外板、丝束、包壳及芯轴，所述内板、外板、丝束、包壳及芯轴按如上所述的刷式密封结构加工方法形成刷式密封结构。
进一步的，所述内板和外板的截面为L型。
进一步的，所述内板和外板的内侧分别具有弧槽，所述弧槽至少部分的容纳夹紧丝束后的包壳。
进一步的，所述内板的外端面至少部分的为外锥面，所述外板的内端面至少部分的为适配于所述外锥面的内锥面。
本申请提供的刷式密封结构加工方法与传统的焊接刷环密封结构相比，彻底脱离了高能焊接工艺，彻底避免了焊接工艺带来的一系列影响，无需焊接工装；丝束间受力更加均匀自然，装配简单、刚性高；由于无特殊工艺要求，加工成本进一步降低，有利于批产，能够产生较高的附加值。
附图说明
为了更清楚地说明本申请提供的技术方案，下面将对附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述的附图仅仅是本申请的一些实施例。
图1为本申请的刷式密封结构加工方法流程图。
图2为本申请中的直列刷条形成过程示意图。
图3为本申请中的整体刷丝环形成过程示意图。
图4为本申请中的整体刷与内板、外板装配过程示意图。
图5为本申请中的刷式密封结构示意图。
具体实施方式
为使本申请实施的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行更加详细的描述。
为了克服传统的焊接式刷环结构焊接易变形、易产生缺陷，丝束成形机理造成刷丝间受力不均，易回弹、分缝，以及工序长、加工成本高，焊接工装寿命低，加工成本较高等问题，本申请提供了一种刷式密封结构的加工方法。
如图1所示，本申请提供的刷式密封结构加工采用机械式连接，具体包括：
S1、使丝束均匀的缠绕排列在芯轴上，通过包壳夹紧丝束形成直列刷条，如图2所示；
S2、将直列刷条滚制成刷丝环，搭接头处点焊固定形成整体刷丝环，如图3所示；
S3、将整体刷丝环嵌入内板，单独加热外板，使外板的内锥膨胀，之后与内板热装配，扣入内板的外圆，外板冷却后，外板的内锥收口，与内板的外圆扣紧，从而形成整体的刷式密封结构，如图4所示。
其中，直列刷条滚制成刷丝环时可以采用钣金工艺滚制。
如图5所示，本申请还提供了一种刷式密封结构，所述刷式密封结构包括内板1、外板2、丝束3、包壳4及芯轴5。
丝束3均匀的缠绕排列在芯轴5上，通过包壳4夹紧丝束3可形成直列刷条。直列刷条通过滚制弯曲形成刷丝环，以刷丝环的切点切断刷丝环多余部分的直列刷条，通过焊接将刷丝环做成整体式刷丝环。
内板1和外板2均大致为L型，两者相对设置可形成一放置整体式刷丝环的空间。在内板1的内侧具有一弧形槽11，在外板2相对应的一侧也设有弧形槽21，整体式刷丝环安置在弧形槽11与弧形槽21处，通过将内板1 与外板2扣接的方式固定以夹持整体式刷丝环形成刷式密封结构。
在实现内板1与外板2扣接的一实施例中，通过将内板1的外表面设置成锥型面，将外板2的内表面设置成与内板外表面的锥形面相适配的锥面，安装时，将外板2进行单独加热使其膨胀，之后将外板2扣入内板1，即可实现内外1与外板2的扣接。
本申请所提供的刷式密封结构在制造过程中无高能焊接参与，丝束在自然状态下均匀的缠绕排列，通过包壳实现机械方式夹紧，形成直列刷条，通过钣金工艺滚制成刷丝环，搭接头处点焊固定成整环，采用蚌壳式热装配锁紧结构，将刷丝环封包在内外板构成的壳体内。与传统焊接结构刷环相比，本申请的加工方法彻底脱离了高能焊接工艺，彻底避免了焊接工艺带来的一系列影响，无需焊接工装。丝束间受力更加均匀自然，装配简单、刚性高。由于无特殊工艺要求，加工成本进一步降低，有利于批产，能够产生较高的附加值。
以上所述，仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (6)

1.一种刷式密封结构加工方法，其特征在于，所述方法包括：
使丝束均匀的缠绕排列在芯轴上，通过包壳夹紧丝束形成直列刷条；
将直列刷条滚制成刷丝环，搭接头处点焊固定形成整体刷丝环；
将整体刷丝环嵌入内板，单独加热外板，使外板的内锥膨胀，之后与内板热装配，扣入内板的外圆，外板冷却后，外板的内锥收口，与内板的外圆扣紧，从而形成整体的刷式密封结构。
2.如权利要求1所述的刷式密封结构加工方法，其特征在于，所述直列刷条滚制成刷丝环时采用钣金工艺滚制。
3.一种刷式密封结构，其特征在于，所述刷式密封结构包括：内板、外板、丝束、包壳及芯轴，所述内板、外板、丝束、包壳及芯轴按如权利要求1或2所述的刷式密封结构加工方法形成刷式密封结构。
4.如权利要求3所述的刷式密封结构，其特征在于，所述内板和外板的截面为L型。
5.如权利要求3所述的刷式密封结构，其特征在于，所述内板和外板的内侧分别具有弧槽，所述弧槽至少部分的容纳夹紧丝束后的包壳。
6.如权利要求3所述的刷式密封结构，其特征在于，所述内板的外端面至少部分的为外锥面，所述外板的内端面至少部分的为适配于所述外锥面的内锥面。
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