CN113167390B - 滑动部件 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种滑动部件,能够充分地确保滑动面的润滑性,同时能够确保大小可稳定地保持流体膜的槽未加工部。在配置于旋转机械的相对旋转部位的环状滑动部件(6)的滑动面(S)上,由多个动压产生槽(G)构成的动压产生槽组(20)沿周向设有多组,动压产生槽(G)具备向滑动面(S)的径向的一个端缘开放的始点(21),并具备沿着周向延伸并且在滑动面(S)内封堵的终点(22),与位于动压产生槽组(20)两端的动压产生槽(G1,17)相比,夹设在位于这些两端的动压产生槽之间的动压产生槽(G2~16)沿着周向形成得较长。
Description
技术领域
本发明涉及相对旋转的滑动部件,涉及例如对汽车、一般产业机械或其它密封领域的旋转机械的旋转轴进行轴封的轴封装置所用的滑动部件,或者,汽车、一般产业机械或其它轴承领域的旋转机械的轴承所用的滑动部件。
背景技术
以往,在对泵、涡轮等旋转机械的旋转轴进行轴封,防止被密封流体泄漏的轴封装置,存在由以相对旋转并且平面上的端面彼此滑动的方式构成的2个部件组成的轴封装置,例如存在机械密封。机械密封具备在壳体上固定的作为滑动部件的固定密封环和在旋转轴上固定并与旋转轴一起旋转的作为滑动部件的旋转密封环,通过使它们的滑动面相对旋转,来对壳体与旋转轴之间的间隙进行轴封。
针对这样的机械密封,为了维持长期的密封性,必须同时实现“密封”和“润滑”这样的功能。尤其是,近年来,出于保护环境等目的,为了一边实现被密封流体的防泄漏,一边降低机械损耗,低摩擦化的要求进一步地变高。
例如,作为低摩擦化的手法,存在如专利文献1那样,在滑动面形成了多个动压产生槽的方案。多个动压产生槽在旋转密封环的径向的一个端缘,成为始点的一端开放,另一端侧的前端部位于滑动面内。由此,通过2个滑动部件彼此的相对旋转,流体(在此为被密封流体)从成为动压产生槽始点的一端开始,被吸入到动压产生槽内,在前端部产生动压。这样,就成为在滑动面之间夹着流体膜的状态下滑动的所谓的流体润滑状态,滑动部件彼此的低摩擦化成为可能。此外,动压产生槽的另一端侧的前端部是不向旋转密封环的径向的另一端缘开放的形状,因此防止了被密封流体的漏出。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开平8-89489号公报(第3页,图4)。
发明内容
对于这样的滑动部件,为了充分地吸入被密封流体,需要形成相当数量的动压产生槽。专利文献1的动压产生槽沿着滑动面的周向等间隔地配置,因此能够沿着周向均匀地吸入被密封流体,在滑动面之间产生动压,但另一方面,在动压产生槽彼此之间,配圈(land)部散在于滑动面的周向,存在各个配圈部无法形成可充分地保持流体膜的大小,流体膜的形状和厚度不稳定,无法充分地发挥和维持流体润滑状态的可能性。
本发明是着眼于这样的问题点而完成的,其目的在于提供一种滑动部件,能够充分地确保滑动面的润滑性,并且能够确保大小可稳定地保持流体膜的槽未加工部。
为了解决所述课题,本发明的滑动部件是被配置在旋转机械的相对旋转的部位的环状滑动部件,在所述滑动部件的滑动面上,由多个动压产生槽构成的动压产生槽组沿着周向设有多组,所述动压产生槽具备向所述滑动面的径向的一端缘开放的始点,并具备在周向延伸并且在所述滑动面内封堵的终点,与位于所述动压产生槽组的两端的动压产生槽相比,夹设在位于这些两端的动压产生槽之间的动压产生槽沿着周向形成得较长。
由此,将动压产生槽以多个为一组统合为动压产生槽组,与位于动压产生槽组的两端的动压产生槽相比,夹设于位于这些两端的动压产生槽之间的动压产生槽,即中央部的动压产生槽沿着周向形成得较长,因此动压产生槽在周向是被偏向的,能够充分地确保动压产生槽的数量,同时在动压产生槽组彼此之间确保槽未加工部。此外,在中央部的周向上较长的动压产生槽较深,能够吸入流体,因此即便侧部的动压产生槽在周向上较短,在滑动面上也会充分地产生动压,能够使之在滑动面之间供给了流体的状态下得到润滑。因此,能够确保滑动面所需要的润滑性,同时能够使在侧部相邻的动压产生槽组的动压产生槽彼此充分地分离,在这些动压产生槽组彼此之间,确保大小可稳定地保持流体膜的槽未加工部。
优选地,多个所述动压产生槽朝向所述滑动面的径向的另一端缘侧弯曲地形成。
由此,能够充分地确保动压产生槽的周向的长度。
优选地,夹设在位于所述动压产生槽组的两端的动压产生槽之间的动压产生槽被形成为,与位于两端的动压产生槽相比,延伸到径向的另一端缘侧。
由此,夹设在位于两端的动压产生槽之间的动压产生槽能够将流体吸入到径向较深的位置,因此能够确保可在径向缩短位于两端位置的动压产生槽并稳定地保持流体膜的大小的槽未加工部,同时遍布径向充分地润滑滑动面。
优选,构成所述动压产生槽组的多个动压产生槽彼此之间的配圈部和位于构成所述动压产生槽组的侧端的动压产生槽彼此之间的槽未加工部被形成为同一个面。
由此,能够防止被吸入到中央部的动压产生槽的流体顺着侧部的动压产生槽向滑动面的径向的一端缘侧泄漏,并且在中央部的动压产生槽的终点侧有效地产生动压。
优选,位于所述动压产生槽组的侧部的动压产生槽被形成为,随着远离位于中央部的动压产生槽,该动压产生槽的终点在径向连续地远离位于中央部的动压产生槽的终点,并且它们的延伸长度逐渐变短。
由此,以位于中央部的动压产生槽为顶点,动压产生槽组的终点成为平缓的山形,能够较大地确保自位于动压产生槽组的侧部的动压产生槽向径向的另一端缘侧连续的配圈部。
优选,构成所述动压产生槽组的动压产生槽的终点偏向该动压产生槽组的周向的一侧。
由此,因为动压产生槽的终点向动压产生槽组的周向的一侧偏向,所以能够在动压产生槽组的周向的一侧较大地确保槽未加工部,并且能够高效地对该槽未加工部供给流体。
优选,所述动压产生槽组以所述滑动面的中点为对称点,点对称地配置。
由此,能够在滑动面的周向均匀地产生动压,能够在槽未加工部上稳定地保持流体膜。
优选,位于所述动压产生槽组的中央部的动压产生槽与位于侧部的动压产生槽相比,始点形成得较深。
由此,能够将润滑流体充分地吸入到中央部长的动压产生槽,并在终点可靠地产生动压。
优选,多个所述动压产生槽被形成为,从始点朝向终点深度慢慢地变浅。
由此,因为动压产生槽的深度发生变化,所以能够应对大幅度范围的转速,鲁棒性提高了。
附图说明
图1是表示使用具备本发明的实施例1中的滑动部件的机械密封的旋转机械的构造的截面图。
图2是从滑动面侧观察机械密封的固定密封环的图。
图3是以颜色的浓淡表示固定密封环的滑动面的动压产生槽的深度的图。
图4是从滑动面侧观察本发明的实施例2中的固定密封环的图。
图5是从滑动面侧观察变形例1中的固定密封环的图。
图6是从滑动面侧观察变形例2中的固定密封环的图。
图7是从滑动面侧观察变形例3中的固定密封环的图。
图8是从滑动面侧观察变形例4中的固定密封环的图。
图9是从滑动面侧观察变形例5中的固定密封环的图。
图10是从滑动面侧观察变形例6中的固定密封环的图。
图11是从滑动面侧观察变形例7中的固定密封环的图。
具体实施方式
以下,基于实施例,针对用于实施本发明所涉及的滑动部件的方式,进行说明。
实施例1
针对实施例1所涉及的滑动部件,参照图1至图3,来进行说明。
本实施例的滑动部件是例如对汽车、一般产业机械或其它密封领域的旋转机械的旋转轴进行轴封的轴封装置,即构成机械密封的旋转密封环3和固定密封环6。
如图1所示,机械密封是内置(inside)形式的密封,即是对想要从滑动面的外周朝向内周向泄漏的被密封流体进行密封的形式,圆环状的旋转密封环3和圆环状的固定密封环6通过沿着轴向对该固定密封环6施力的施力单元7,使滑动面S彼此密接滑动,旋转密封环3在旋转轴1侧,经由套筒2设置在能够与该旋转轴1一体地旋转的状态之下,固定密封环6在固定于旋转机械的壳体4的密封罩5上,设置在非旋转状态并且在轴向能够移动的状态之下。即,该机械密封防止在旋转密封环3和固定密封环6的相互的滑动面S上,滑动面S外周的被密封流体向内周侧流出。在本实施例中,被密封流体是大气或干气体等气体。
旋转密封环3以及固定密封环6,代表性地,是SiC(硬质材料)彼此或者SiC(硬质材料)或碳(软质材料)组合而形成的,滑动材料中能够适用作为机械密封用滑动材料而使用的材料。作为SiC,以将硼、铝、碳等为烧结助剂而成的烧结体为代表,存在成分或组分不同的2种类型以上的相而构成的材料,例如,存在分散了石墨颗粒的SiC、SiC和Si所组成的反应烧结SiC、SiC-TiC、SiC-TiN等,作为碳,以混合了碳和石墨的碳为代表,能够利用树脂成形碳、烧结碳等。另外,除了上述滑动材料以外,还能够适用金属材料、树脂材料、表面改性材料(涂覆材料)、复合材料等。
如图2所示,在固定密封环6的滑动面S上,形成沿着周向配置并且相互在周向分离的多个动压产生槽G。动压产生槽G在周向形成全部为34根,规定数量(在此为17根)在周向以相同分离宽度并列,将这些17根集中为一组构成的动压产生槽组20在周向点对称地以规定分离宽度形成为两组。动压产生槽组20是指在滑动面S沿着周向以相同图案构成多个的组。
接着,对于动压产生槽G,以构成动压产生槽组20的17根动压产生槽G中的、从后端开始第6个动压产生槽G6为例,来进行说明。动压产生槽G向外周缘侧开放,具备向该外周缘开放的始点21和沿着周向并且沿着内径向延伸同时在滑动面S内封堵的终点22而构成。详细而言,动压产生槽G是由沿着周向延伸的分量和沿着径向延伸的分量所构成的弯曲形状,其中,沿着周向延伸的分量形成得较大。动压产生槽G是能够通过对镜面加工后的滑动面S实施基于激光加工或喷砂等的精细加工而形成的。
动压产生槽G6被形成为,朝向滑动面S的外周缘侧成为凸状的弯曲形状。此外,在一个动压产生槽组20内,各动压产生槽G的曲率被形成为相同曲率以便各动压产生槽G被沿着配置在相同虚拟圆周上。另外,动压产生槽G6以除了终点22侧的前端部23构成动压产生槽G6的侧壁24和侧壁25为等间隔的方式,以大致相同宽度形成,在终点22侧,与侧壁24和侧壁25交叉的边界26沿着周向配置,形成前端部23,前端部23以沿着滑动方向朝向终点22,宽度逐渐变窄那样地形成锐角。此外,根据在各动压产生槽G中设定的深度的不同,存在构成前端部23的边界26是具有深度的壁部的情况和是与后述的配圈部40之间的边界线的情况。
另外,动压产生槽组20以滑动面S的中点为对称点,点对称地二等间隔形成。动压产生槽组20以在周向等间隔配置的17根动压产生槽G1~G17构成。另外,构成动压产生槽组20的动压产生槽G中的位于动压产生槽组20的中央部的动压产生槽G与位于侧部的动压产生槽G相比,在周向形成得较长。例如,位于中央部的动压产生槽G8~G10与位于侧部的动压产生槽G1~G7、G11~G17相比,形成得较长。在本实施例中,位于动压产生槽组20的中央部的从后端开始第9个动压产生槽G9,在周向形成得最长。
2个动压产生槽组20彼此之间和动压产生槽组20的内径侧,为没有形成动压产生槽G的呈平坦面的配圈部40。另外,动压产生槽G彼此之间尽管其周向或径向宽度较小,但是成为没有形成动压产生槽G的呈平坦面的配圈部30。另外,配圈部30和配圈部40呈同一个面。
另外,位于中央部的动压产生槽G8~G10与位于侧部的动压产生槽G1~G7、G11~G17相比,在径向的内周缘侧形成得较长。详细而言,位于动压产生槽组20的侧部的动压产生槽G1~G7、G11~G17的终点22被形成为,随着远离位于中央部的动压产生槽G8~G10,径向的位置连续性地远离位于中央部的动压产生槽G8~G10的终点22,即在径向较浅并且其周向长度逐渐变短。位于中央部的动压产生槽G8~G10从始点21到终点22沿着滑动面S的周向持续45度以上地形成。尤其是,为了可靠地产生动压,优选动压产生槽G中的长边方向最长的槽从始点21到终点22沿着滑动面S的周向持续45度以上地形成。
另外,构成动压产生槽组20的动压产生槽G的终点22,向动压产生槽组20的前端侧20A偏向。详细而言,周向最长的动压产生槽G9的终点位于整体看待动压产生槽组20的形状的情况下的前端侧20A即动压产生槽组20中与旋转密封环3的旋转方向相同侧的位置,自动压产生槽G9开始位于前端侧的位置的动压产生槽G10~G17,它们的终点在滑动面S的半径上接近存在。与此相对,自动压产生槽G9开始位于后端侧的位置的动压产生槽G1~G8,它们的终点在滑动面S的周向散在于较长的范围。这样,由动压产生槽G构成的动压产生槽组20的前端侧20A成为所谓的逗号(comma)文字形状,即成为如下形状:被配置在径向较大的面积,随着朝向后端侧20B,径向面积狭窄并且后端侧20B以周向为基准偏向配置在外径侧。此外,在实施例1中,动压产生槽组20的各动压产生槽G的周向长度与各个动压产生槽G的长边方向的长度呈比例关系。
另外,如图3的(a)、(b)所示,动压产生槽G的深度形成为,从始点21朝向终点22逐渐变浅。在图3的(a)中,以颜色的浓淡来表现深度,颜色浓的部分表示深,颜色色浅的部分表示浅。在图3的(b)的截面图中,符号27表示动压产生槽G的底面。
因此,对于动压产生槽G与和其对向的旋转密封环3的滑动面之间的空间,在从被密封流体侧开始到被吸入槽内的被密封流体的路径上,随着向径向内侧前进逐渐变窄,被密封流体的流动被节流。由于被密封流体被慢慢节流,产生使旋转密封环3和固定密封环6相互拉离那样作用的动压。由此,在旋转密封环3与固定密封环6的滑动面S之间,易于形成基于被密封流体的流体膜,提高了滑动特性。
另外,位于动压产生槽组20的中央部的动压产生槽G8~G10与位于侧部的动压产生槽G1~G7、G11~G17相比,始点形成得较深。
如以上说明了的那样,将动压产生槽G以多个为一组统合为动压产生槽组20,使它们在周向偏向,由此能够充分地确保动压产生槽G的个数,同时在动压产生槽组20彼此之间确保配圈部40。此外,在中央部的周向较长的动压产生槽G8~G10能够较深地吸入润滑流体,因此即便在周向缩短侧部的动压产生槽G1~G7、G11~G17,也能够充分地润滑滑动面S。因此,能够确保滑动面S所需要的润滑性,同时使在侧部相邻的动压产生槽组20的动压产生槽G1与G17彼此充分地分离,在这些动压产生槽组20彼此之间,确保大小可稳定地保持流体膜的配圈部。
另外,动压产生槽G形成为弯曲的形状,因此动压产生槽G能够相对于其周向长度确保整体长度,能够有效地产生动压。进一步地,动压产生槽G的前端部23以沿着滑动方向朝向终点22宽度逐渐变窄那样锐角地形成,因此动压产生槽G与和其对向的旋转密封环3的滑动面之间的空间随着向终点22前进而变狭窄,被密封流体的流动被节流,有效地产生动压。
构成动压产生槽组20的动压产生槽G中的位于动压产生槽组20侧部的动压产生槽G1~G7、G11~G17的终点22被形成为,随着远离位于中央部的动压产生槽G8~G10,径向位置连续性地远离位于中央部的动压产生槽G8~G10的终点22,即径向变浅,且其周向长度逐渐变短。由此,中央部的动压产生槽G8~G10能够沿着径向较深地吸入被密封流体,因此使侧部的动压产生槽G1~G7、G11~G17与中央部的动压产生槽G8~G10相比,径向较浅地形成,能够确保大小可稳定地保持流体膜的配圈部40,同时使滑动面S遍布径向地充分地润滑。
另外,位于动压产生槽组20的侧部的动压产生槽G1~G7、G11~G17的终点22被形成为,随着远离位于中央部的动压产生槽G8~G10,这些动压产生槽G1~G7、G11~G17的终点22,在径向连续性地远离位于中央部的动压产生槽G8~G10的终点22。由此,以位于中央部的动压产生槽G8~G10为顶点,连结动压产生槽组20的终点22的曲线呈平缓山形,能够自位于动压产生槽组20的侧部的动压产生槽G1~G7、G11~G17开始,向内径缘侧,确保连续的较大配圈部40。此外,连结动压产生槽组20的终点22的曲线的sin波形是14.2度。
另外,自动压产生槽G9开始到位于前端侧的动压产生槽G10~G17,其终点在动压产生槽组20的前端侧,在相对于滑动面S的中心的直角线上接近存在,自动压产生槽G9开始到位于后端侧的动压产生槽G1~G8,其终点在滑动面S的周向散在于较长的范围。由此,动压产生槽组20成为在前端侧具有圆弧形并在后端侧尖细那样的所谓的逗号文字形状,能够在动压产生槽组20彼此之间确保较大的配圈部40。此外,由于动压产生槽G1~G8的终点偏向,因此能够对配圈部40高效地供给流体。
另外,位于动压产生槽组20的中央部的动压产生槽G8~G10与位于侧部的动压产生槽G1~G7、G11~G17相比,始点形成得较深,能够使中央部的较长的动压产生槽G8~G10充分吸入润滑流体,在终点22可靠地产生动压。
另外,构成动压产生槽组20的多个动压产生槽G彼此之间的配圈部30和2个动压产生槽组20彼此之间和与动压产生槽组20的内径侧相连的配圈部40形成为同一个面。由此,能够防止被吸入到中央部的动压产生槽G8~G10的流体顺着侧部的动压产生槽G1~G7、G11~G17向滑动面S的内径缘侧泄漏出,能够在中央部的动压产生槽G8~G10的终点22侧有效地产生动压。此外,能够使得多个动压产生槽G各自的内部彼此从始点到终点相互不影响那样地独立,因此对各个动压产生槽G设定不同长度、深度以及终点22在径向的位置,能够发挥各自的特性。
另外,动压产生槽组20周向最长的动压产生槽G9被形成为,始点最深而终点最浅,以该动压产生槽G9为顶点,夹着其配置的动压产生槽G1~G8、G10~G17被形成为,始点逐渐变浅而终点逐渐变深。由此,动压产生槽G1~G17的深度特性各自不同,进而逐渐变化,因此能够应对旋转机械的大幅范围的转速,鲁棒性提高了。
实施例2
下面,针对实施例2所涉及的机械密封,参照图4来进行说明。此外,对于与所述实施例所示的构成部分同一构成部分,赋予同一符号而省略重复说明。
能够对2个动压产生槽组20彼此之间和与动压产生槽组20的内径侧相连的配圈部40,添加具有提高润滑性等功能的构造。例如,如图4所示,也可以在动压产生槽组20和没有形成动压产生槽组20的槽未加工部即与实施例1的配圈部40相当的区域添加其它槽35。
其它槽35具备在内径缘侧始点38和终点39均开放的辅助用流体循环槽36和与辅助用流体循环槽36连通的瑞利台阶(Rayleigh-step)所构成的辅助用动压产生槽37而构成。在其它槽35中,对辅助用流体循环槽36从始点38开始流入满到旋转密封环3的内周缘侧的冷却液等被密封流体,进行伴随着旋转密封环3的旋转而从终点39排出的循环,旋转密封环3的滑动面S与固定密封环6的滑动面之间被润滑。另外,进入辅助用流体循环槽36的流体的一部分流入辅助用动压产生槽37,在辅助用动压产生槽37的终点41产生动压。
这样,因为能够确保2个动压产生槽组20彼此之间和与动压产生槽组20的内径侧相连的较大槽未加工部,所以能够在该槽未加工部中添加提高旋转密封环3的滑动面S与固定密封环6的滑动面的润滑性的构造。另外,利用辅助用流体循环槽36来循环旋转密封环3的内周缘侧的被密封流体,还能够发挥除去旋转密封环3的滑动面S与固定密封环6的滑动面之间的污染物的效果。
以上,结合附图对本发明的实施例进行了说明,但是具体构成不限于这些实施例。
例如,在所述实施例中,动压产生槽组20在滑动面S2点对称设置,但是不限于此,也可以是例如图5的变形例1那样在周向3等间隔的构成,如图6的变形例2在周向4等间隔的构成。另外,构成这些动压产生槽组的动压产生槽G的个数是任意的,从设计出发进行计算,采用最佳值。此外,动压产生槽组20与其周向的两端的动压产生槽G(图6中G1,G9)邻接的动压产生槽组20的两端的动压产生槽G之间的周向分离宽度,与构成动压产生槽组20的动压产生槽G彼此的分离宽度可以相同,不限定其分离宽度。即,图6中的动压产生槽组20从G1到G9这9根构成。
另外,对于具有所述实施例中的滑动部件即固定密封环6的机械密封,以内置型为例进行了说明,但是也可以适用于对想要从滑动面S的内周朝向外周向泄漏的流体进行密封的形式即外置(outside)型。该情况下,如图7所示的变形例3那样,构成动压产生槽组20的动压产生槽G的构成,成为始点21向滑动面S的内周缘侧开放,在滑动面S内封堵的终点22处,产生基于内周缘侧的被密封流体的动压,变成流体润滑。另外,在该构成的情况下,确保了2个动压产生槽组20彼此之间和与动压产生槽组20的外径侧相连的较大的配圈部40。
另外,图8所示的变形例4中,构成动压产生槽组20的动压产生槽G,以从周向的端部G1到G5这5根和从G6到G10这5根为线对称的方式,终点位于在周向相互分离的方向的位置。另外,在2个动压产生槽组20彼此之间和与动压产生槽组20的内径侧相连的配圈部40上,作为其它槽,设有在内径缘侧始点和终点均开放的线对称形状的辅助用流体循环槽136。由此,发挥能够应对双向的滑动方向,并且在上述动压产生槽组20彼此之间,确保大小可稳定保持流体膜的槽未加工部的效果。此外,不限于将在从动压产生槽G1到G5的同方向形成的子槽组和从动压产生槽G6到G10的同方向形成子槽组组合后的,定义为动压产生槽组的情况,也可以将2个子槽组分别作为其它的动压产生槽组。
另外,如图9所示的变形例5那样,也可以使在配圈部40上设置的其它槽135具备辅助用流体循环槽136、在该辅助用流体循环槽136的内侧设置的线对称形状的辅助用动压产生槽137以及具有向内径缘侧开放的始点并与辅助用动压产生槽137连通的导入槽138而构成。由此,能够通过辅助用动压产生槽137,来提高润滑性。
另外,在图10所示的变形例6中,构成动压产生槽组20的动压产生槽G以从周向的端部G1到G10这10根和从G11到G20这10根为线对称那样,终点位于在周向相互分离的方向。另外,在动压产生槽组20的周向范围内,与动压产生槽组20的内径侧相连的配圈部40上,作为其它槽,设有线对称形状的辅助用动压产生槽139和在径向具有向延伸内径缘侧开放的始点而与辅助用动压产生槽139连通的导入槽140。由此,能够应对双向的滑动方向,并且通过辅助用动压产生槽139,来提高润滑性。
另外,图11所示的变形例7,是对想要从滑动面S的内周朝向外周向向泄漏的流体进行密封的形式即外置型的,构成动压产生槽组20的动压产生槽G以从周向的端部G1到G5这5根和从G6到G10这10根成为线对称的方式,终点位于在周向相互分离的方向。另外,在动压产生槽组20的周向范围内与动压产生槽组20的外径侧相连的配圈部40上,作为其它槽,设有线对称形状的辅助用动压产生槽141、在径向具有向延伸外径缘侧开放的始点而与辅助用动压产生槽141连通的导入槽142、配圈部40的动压产生槽组20与辅助用动压产生槽141的径向之间在内径缘侧始点和终点均开放的线对称形状的辅助用流体循环槽143,能够应对双向的滑动方向,同时能够通过这些辅助用动压产生槽141和辅助用流体循环槽143,提高润滑性。
另外,在所述实施例中说明了,动压产生槽G以及动压产生槽组20是在固定密封环6的滑动面S上形成的,但是不限于此,也可以形成在旋转密封环3的滑动面上。
另外,构成动压产生槽组20的动压产生槽G彼此之间的配圈部30和2个动压产生槽组20彼此之间与动压产生槽组20的内径(外径)侧相连的配圈部40,也可以不是同一个面。例如,构成动压产生槽组20的动压产生槽G彼此之间的配圈部30比配圈部40较低地形成,构成动压产生槽组20的动压产生槽G彼此之间易于移动流体,在动压产生槽组20的前端侧产生的动压沿着径向均匀地接近。
另外,动压产生槽G不限于弯曲形状,例如,可以是朝向周向和径向倾斜的直线形状,也可以是直线弯曲的形状。
另外,在所述实施例中,作为在周向较长的动压产生槽,列举了位于中央部的动压产生槽G8~G10,进行了例示,但是在将两侧端的动压产生槽G1、G17作为位于侧部的动压产生槽的情况下,或者位于中央部的动压产生槽是动压产生槽G2~G16,相反地,将动压产生槽G9作为位于中央部的动压产生槽的情况下,位于侧部的动压产生槽成为动压产生槽G1~G8、G10~G17。即,位于中央部的动压产生槽和位于侧部的动压产生槽,能够根据相对周向长度的差来进行定义或解释。
另外,在所述实施例中说明了,位于动压产生槽组20的中央部的动压产生槽G与位于侧部的动压产生槽G相比,周向形成得较长,但是动压产生槽G沿着周向延伸的分量和沿着径向延伸的分量所组成,因此也可以换而言之,位于动压产生槽组20的中央部的动压产生槽G与位于侧部的动压产生槽G相比,其长边方向的全长形成得较长。
另外,也可以在中央部,最长地形成多个动压产生槽,也可以是位于侧部的多个动压产生槽的中存在相同长度的动压产生槽。
另外,构成动压产生槽组20的多个动压产生槽G的周向分量和径向分量所组成的入射角也可以分别不同。该情况下,也可以是周向不是最长的动压产生槽G离内周缘最近具备终点22的构成。
另外,构成动压产生槽组20的多个动压产生槽G的宽度,不限于除了前端部23而等宽度地形成的构成,可以是例如从始点21朝向终点22,宽度逐渐变窄的形状,也可以是多个动压产生槽G彼此的宽度分别不同。
另外,作为设于槽未加工部的功能构造,不限于上述其它槽35的构成,例如也可以是将从内周或者外周取入的流体临时存储所用的槽压窝等。
另外,在滑动面S形成动压产生槽G的旋转密封环3或者固定密封环6中的一方与相对滑动的旋转密封环3或者固定密封环6中的另一个滑动面S,可以是没有槽而平坦的,也可以形成同样的动压产生槽组20,例如也可以形成如上述那样其它槽的功能构造。
另外,对于所述实施例中的滑动部件,以构成机械密封的情况为例进行了说明,但是不限于此,例如能够用于推力轴承。
符号说明
1、旋转轴;2、套筒;3、旋转密封环;4、壳体;5、密封罩;6、固定密封环;7、施力单元;20、动压产生槽组;21、始点;22、终点;23、前端部;30,40、配圈部;35、其它槽;36、辅助用流体循环槽;37、辅助用动压产生槽;G(G1~17)、动压产生槽;S、滑动面。
Claims (11)
1.一对滑动部件,是被配置在旋转机械的相对旋转的部位的一对环状滑动部件,其中,
所述滑动部件中的一个的滑动面具有第一径向端缘和与所述第一径向端缘径向相对的第二径向端缘,并设有多个沿周向排列的动压产生槽组,每个动压产生槽组包括多个动压产生槽,所述动压产生槽具备向所述滑动面的所述第一径向端缘开放的始点,并具备在周向延伸并且在所述滑动面内封堵的终点,
与位于所述动压产生槽组的两端的动压产生槽相比,夹设在位于这些两端的动压产生槽之间的动压产生槽沿着周向形成得较长,
构成所述动压产生槽组的动压产生槽的终点不均匀地分布在所述动压产生槽组的周向的一侧,
在每个动压产生槽组中,周向最长的动压产生槽的终点相对于周向最长的动压产生槽的起点设置在相对旋转方向的下游侧,并且相对于周向最长的动压产生槽位于相对旋转方向的下游侧的动压产生槽的终点,设置为比相对于周向最长的动压产生槽位于相对旋转方向的上游侧的动压产生槽的终点具有更窄的周向区域,并且
每个动压产生槽组的所述动压产生槽之间的所有配圈部连续地延伸到所述滑动面的所述第一径向端缘。
2.一对滑动部件,是被配置在旋转机械的相对旋转的部位的一对环状滑动部件,其中,
所述滑动部件中的一个的滑动面具有第一径向端缘和与所述第一径向端缘径向相对的第二径向端缘,并设有多个沿周向排列的动压产生槽组,每个动压产生槽组包括多个动压产生槽,所述动压产生槽具备向所述滑动面的所述第一径向端缘开放的始点,并具备在周向延伸并且在所述滑动面内封堵的终点,
所述动压产生槽组分为分别设置在周向的一侧的第一动压产生槽组和分别设置在周向的另一侧的第二动压产生槽组,
所述第一动压产生槽组的动压产生槽从其始点向周向的一侧延伸,所述第二动压产生槽组的动压产生槽从其始点向周向的另一侧延伸,
与位于每个所述第一动压产生槽组的两端的动压产生槽相比,夹设在位于每个所述第一动压产生槽组的两端的动压产生槽之间的动压产生槽沿着周向形成得更长,
与位于每个所述第二动压产生槽组的两端的动压产生槽相比,夹设在位于每个所述第二动压产生槽组的两端的动压产生槽之间的动压产生槽沿着周向形成得更长,
每个所述第一动压产生槽组的动压产生槽的终点不均匀地分布在每个第一动压产生槽组的周向的一侧,并且
每个所述第二动压产生槽组的动压产生槽的终点不均匀地分布在每个第二动压产生槽组的周向的另一侧,
在每个第一动压产生槽组中,周向最长的动压产生槽的终点相对于周向最长的动压产生槽的起点设置在相对旋转方向的下游侧,并且相对于周向最长的动压产生槽位于相对旋转方向的下游侧的动压产生槽的终点,设置为比相对于周向最长的动压产生槽位于相对旋转方向的上游侧的动压产生槽的终点具有更窄的周向区域,
在每个第二动压产生槽组中,周向最长的动压产生槽的终点相对于周向最长的动压产生槽的起点设置在相对旋转方向的上游侧,并且相对于周向最长的动压产生槽位于相对旋转方向的上游侧的动压产生槽的终点,设置为比相对于周向最长的动压产生槽位于相对旋转方向的下游侧的动压产生槽的终点具有更窄的周向区域,
每个所述第一动压产生槽组的动压产生槽之间的所有配圈部连续地延伸到所述滑动面的所述第一径向端缘,并且
每个所述第二动压产生槽组的动压产生槽之间的所有配圈部连续地延伸到所述滑动面的所述第一径向端缘。
3.根据权利要求1或2所述的滑动部件,其中,
所述动压产生槽朝向所述滑动面的径向的另一端缘侧弯曲地形成。
4.根据权利要求1或2所述的滑动部件,其中,
夹设在位于所述动压产生槽组的两端的动压产生槽之间的动压产生槽被形成为,与位于两端的动压产生槽相比,延伸到径向的另一端缘侧。
5.根据权利要求1或2所述的滑动部件,其中,
所有配圈部与构成所述动压产生槽组的且位于侧端的动压产生槽彼此之间的槽未加工部齐平。
6.根据权利要求1所述的滑动部件,其中,
位于所述动压产生槽组的侧部的动压产生槽被形成为,随着远离周向最长的动压产生槽,该动压产生槽的终点连续地远离周向最长的动压产生槽的终点,并且其周向的长度逐渐变短。
7.根据权利要求2所述的滑动部件,其中,
在所述第一动压产生槽组和所述第二动压产生槽组中,每组动压产生槽组的动压产生槽在周向上分为中央部和其中夹着中央部的两个侧部,随着远离周向最长的动压产生槽,位于侧部的动压产生槽的终点连续地远离周向最长的动压产生槽的终点,并且其周向的长度逐渐变短。
8.根据权利要求1或2所述的滑动部件,其中,
所述动压产生槽组以所述滑动面的中点为对称点,点对称地配置。
9.根据权利要求1或2所述的滑动部件,其中,
所述动压产生槽组的周向最长的动压产生槽与位于侧部的动压产生槽相比,始点形成得较深。
10.根据权利要求2所述的滑动部件,其中,
在所述第一动压产生槽组和所述第二动压产生槽组中,每组动压产生槽组的周向最长的动压产生槽与位于侧部的动压产生槽相比,始点形成得更深。
11.根据权利要求1或2所述的滑动部件,其中,
所述动压产生槽被形成为,从始点朝向终点深度变浅。
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