单作用轴用u型低阻尼密封圈

文档序号:1934251 发布日期:2021-12-07 浏览:8次 >En<

阅读说明:本技术 单作用轴用u型低阻尼密封圈 (U-shaped low-damping sealing ring for single-acting shaft ) 是由 李瑞川 于 2021-09-17 设计创作,主要内容包括:本发明公开了一种单作用轴用U型低阻尼密封圈,包括套装在轴上的环状密封圈本体,密封圈本体上设置有环状凹槽,凹槽的两侧分别设置有第一槽肩和第二槽肩,第一槽肩的内径小于轴的外径,第二槽肩上设置有倾斜内周面,第二槽肩外侧边沿的内径小于其内侧边沿的内径,第二槽肩内侧边沿的内径大于轴的外径;第二槽肩外侧边沿的内径小于或等于轴的外径;液压油从第一槽肩处进入凹槽,通过对凹槽实施压力从而将密封圈本体的外周面和两个侧面压紧在密封圈安装槽内,第二槽肩内侧边沿的压力大于其外侧边沿的压力,第二槽肩被压紧在轴的外周壁上,凹槽和第二槽肩的设计使得密封圈在轴做高速运动的时候不会出现扭曲或翻转,实现可靠密封。(The invention discloses a U-shaped low-damping sealing ring for a single-acting shaft, which comprises an annular sealing ring body sleeved on the shaft, wherein an annular groove is formed in the sealing ring body, a first groove shoulder and a second groove shoulder are respectively arranged on two sides of the groove, the inner diameter of the first groove shoulder is smaller than the outer diameter of the shaft, an inclined inner circumferential surface is arranged on the second groove shoulder, the inner diameter of the outer side edge of the second groove shoulder is smaller than the inner diameter of the inner side edge of the second groove shoulder, and the inner diameter of the inner side edge of the second groove shoulder is larger than the outer diameter of the shaft; the inner diameter of the outer side edge of the second groove shoulder is smaller than or equal to the outer diameter of the shaft; hydraulic oil gets into the recess from first groove shoulder, thereby compresses tightly the outer peripheral face and two sides of sealing washer body in the sealing washer mounting groove through implementing pressure to the recess, and the pressure at the inboard border of second groove shoulder is greater than the pressure at its outside border, and the second groove shoulder is compressed tightly on the periphery wall of axle, and the design of recess and second groove shoulder makes the sealing washer can not appear warping or upset when the axle is high-speed motion, realizes reliably sealing.)

单作用轴用U型低阻尼密封圈

技术领域

本发明涉及一种密封圈,尤其涉及一种单作用轴用U型低阻尼密封圈。

背景技术

液压用密封圈广泛应用于管道、压力容器等场合,传统的密封圈在密封贴合面接触面积较大,高速移动时产生很大的阻力,容易出现扭曲和翻转,容易造成泄漏,较大的摩擦力会使密封圈工作时造成很大磨损,减少使用寿命。而接触面积小的密封圈虽然摩擦阻力小,但密封效果差。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种密封效果好、阻尼面积小、阻尼力小、且有微变形补偿作用、在高速运动过程中不会扭曲和翻转的单作用轴用U型低阻尼密封圈。

为解决上述技术问题,本发明的技术方案是:单作用轴用U型低阻尼密封圈,包括套装在轴上的环状密封圈本体,所述密封圈本体面向所述轴的环状内壁上设置有环状凹槽,所述凹槽的两侧分别设置有一个环状的槽肩,所述槽肩包括第一槽肩和第二槽肩,所述第一槽肩的内径小于所述轴的外径,所述第二槽肩上设置有自其外侧边沿向其内侧边沿倾斜延伸的斜面,所述第二槽肩外侧边沿的内径小于其内侧边沿的内径,所述第二槽肩内侧边沿的内径大于所述轴的外径;所述第二槽肩外侧边沿的内径小于或等于所述轴的外径。

作为一种优选的技术方案,所述凹槽的内表面为圆弧状表面。

作为一种优选的技术方案,所述凹槽的内表面为多个连续折面组成的类圆弧状表面。

作为一种优选的技术方案,未安装状态下,所述第二槽肩的环状内表面与所述轴的外表面之间形成5°~20°的夹角。

作为一种优选的技术方案,安装状态下,所述第二槽肩的环状内表面与所述轴的外表面压靠在一起,且两者的压靠接触面外沿具有狭小缝隙,所述狭小缝隙的长度为所述压靠接触面长度的5%~20%。

作为一种优选的技术方案,所述凹槽设置在所述密封圈本体内周面的中央。

作为一种优选的技术方案,所述密封圈本体的所述第二槽肩外侧的安装槽内安装有用于消除间隙的环状挡圈。

由于采用了上述技术方案,单作用轴用U型低阻尼密封圈,包括套装在轴上的环状密封圈本体,所述密封圈本体面向所述轴的环状内壁上设置有环状凹槽,所述凹槽的两侧分别设置有一个环状槽肩,所述槽肩包括第一槽肩和第二槽肩,所述第一槽肩的内径小于所述轴的外径,所述第二槽肩上设置有自其外侧边沿向其内侧边沿倾斜延伸的斜面,所述第二槽肩外侧边沿的内径小于其内侧边沿的内径,所述第二槽肩内侧边沿的内径大于所述轴的外径;所述第二槽肩外侧边沿的内径小于或等于所述轴的外径;使用时,液压油从第一槽肩进入到环状凹槽内,液压油通过对环状凹槽实施压力从而将密封圈本体的外周面和两个侧面压紧在密封圈安装槽内,第二槽肩内侧边沿的压力大于其外侧边沿的压力,所以第二槽肩被压紧在轴的外周壁上,凹槽和第二槽肩的设计使得密封圈在轴做高速运动的时候不会出现扭曲或翻转,实现可靠密封。

附图说明

以下附图仅旨在于对本发明做示意性说明和解释,并不限定本发明的范围。其中:

图1是本发明实施例凹槽的内表面为圆弧面的结构示意图;

图2是本发明实施例凹槽的内表面为多个连续折面的结构示意图;

图3是图1中的I处放大图;

图4是本发明实施例的组装示意图;

图5是本发明实施例的安装状态示意图,第二槽肩的内环斜面压紧在轴的配合面上;

图6是本发明实施例密封状态液压油流动状态示意图;

图7是本发明实施例过油状态液压油流动状态示意图;

图8是本发明实施例环状凹槽的内表面为多个连续折面的结构示意图;

图9是本发明实施例应用到液压缸端盖处的结构示意图;

图中:1-轴;21-密封圈本体;22-凹槽;31-第一槽肩;32-第二槽肩;4-挡圈。

具体实施方式

下面结合附图和实施例,进一步阐述本发明。在下面的详细描述中,只通过说明的方式描述了本发明的某些示范性实施例。毋庸置疑,本领域的普通技术人员可以认识到,在不偏离本发明的精神和范围的情况下,可以用各种不同的方式对所描述的实施例进行修正。因此,附图和描述在本质上是说明性的,而不是用于限制权利要求的保护范围。

如图1、图3和图4所示,单作用轴用U型低阻尼密封圈,包括套装在轴1上的环状密封圈本体21,所述密封圈本体21面向所述轴1的环状内壁上设置有环状凹槽22,所述凹槽22的两侧分别设置有一个环状槽肩,所述槽肩包括第一槽肩31和第二槽肩32,所述第一槽肩31的内径小于所述轴1的外径,所述第二槽肩32上设置有自其外侧边沿向其内侧边沿倾斜延伸的斜面,所述第二槽肩32外侧边沿的内径小于其内侧边沿的内径,所述第二槽肩32内侧边沿的内径大于所述轴1的外径;所述第二槽肩32外侧边沿的内径小于或等于所述轴1的外径。所述凹槽22设置在所述密封圈本体21内周面的中央。

所述凹槽22的内表面为圆弧状表面。

如图3和图4所示,未安装状态下,所述第二槽肩32的环状内表面与所述轴1的外表面之间形成10°~15°的夹角β,在图4中,所述第二槽肩32未被压缩变形的话,会存在一部分结构与装配部件产生干涉,图4中采用虚线表示干涉部分,此处这样处理只是为了展示所述第二槽肩32组装前后的形态对比,图5示出了安装状态下的结构形态。

如图5所示,安装状态下,所述第二槽肩32的环状内表面与所述轴1的外表面压靠在一起,且两者的压靠接触面外沿具有狭小缝隙,所述狭小缝隙的长度为所述压靠接触面长度的10%~15%。

所述密封圈本体21的所述第二槽肩32外侧的安装槽内安装有用于消除间隙的环状挡圈4。所述环状挡圈4为聚四氟乙烯挡圈4。

如图2和图8所示,所述凹槽22的内表面为多个连续折面组成的类圆弧状表面。密封圈材料使用中软聚四氟乙烯或中硬丁晴橡胶。

本单作用轴用U型低阻尼密封圈的结构特点:

1.单作用轴用U型低阻尼密封圈可以实现单向密封。如图6所示,当使密封圈实现从左向右密封时,由于密封圈两侧高度不同,密封圈左侧槽肩较低,与轴1的外表面有一定间隙,液压油可以顺利进入密封圈的环状凹槽22内,但压力油无法从右侧流出,凹槽22内压力油可以实现可靠密封。如图7所示,但如果液压油从第二槽肩32的右侧进入,由于左侧的第一槽肩31处有一定缝隙,很容易从左侧第一槽肩31处流出,无法实现从右向左密封。同理,安装方向相反时,可以实现从右向左密封;在图6和图7中,密封圈两侧的装配面画有较宽的间隙,此处是为了清楚表达液压流向而做的放大处理,实物中,密封圈两侧的装配面间隙非常小。

2.单作用轴用U型低阻尼密封圈可以实现双侧压力油进入密封圈凹槽22。单作用轴用U型低阻尼密封圈设计为两侧槽肩高度不同。使用密封圈时,如图6所示,当液压油从左侧过来时,第一槽肩31与轴1的外表面有一定间隙,液压油可以顺利进入密封圈的凹槽22内;如图7所示,当液压油从右侧过来时,第二槽肩32与轴1的外表面有小面积接触,即第二槽肩32的外侧边沿与轴1的外表面之间具有一定缝隙,外侧压力油在第二槽肩32的倾斜面施加压力,使第二槽肩32与轴1的外表面产生小的缝隙,压力油进入凹槽22。

3.单向轴用低阻尼密封圈两侧为高低设计,如图6所示,较低一侧的第一槽肩31使液压油顺利进入凹槽22内,较高一侧的第二槽肩32阻挡了凹槽22内液压油继续向右流动,保证很好的密封效果。

4.密封圈较高一侧的第二槽肩32为一定角度的斜面设计,可以保证凹槽22内压力油稳定密封。凹槽22内油压确保压紧以后,凹槽22内侧的贴合力大于外侧贴合力,实现可靠密封。

5.凹槽22和第二槽肩32斜面设计组成稳定密封。凹槽22内液压油的压力使整个凹槽22沿曲面方向变形,变形力一方面使凹槽22压紧密封圈本体21的两个侧面和外周面,同时变形力产生的微变形使密封圈第二槽肩32的倾斜侧面压紧,压紧力产生的微变形使密合面产生一定的压力,使得密封圈与所有接触面均产生压紧力。

6.密封圈密封一侧槽肩贴合面宽度较小,运动时阻力小,同时产生的贴合力比其他常用密封圈小。

7.密封圈结构设计保证其工作时不会严重变形。采用环状凹槽22设计密封圈,在凹槽22内对密封圈本体21两个侧面和外周面均可以压紧,这种方式使密封圈在高度移动时不会扭曲或翻转,同时密封圈的第二槽肩32设计为上窄下宽结构,也保证了密封圈不会扭曲或翻转。

8.凹槽22设计可以为圆弧状、多个连续折面构成的类似圆弧线形状,均能达到良好的密封效果。

9.密封圈第二槽肩32的梯形设计,可以有效支撑贴合面紧密贴合,实现可靠密封。

10.密封圈内侧采用深环状凹槽22密封设计,保证压力油将密封圈接触面压紧,可以达到很好的密封效果,实现稳定密封。压力油从第一槽肩31一侧进入凹槽22内,凹槽22内保持一定的压力,油压可靠的将密封圈进油另一侧紧紧贴在接触面,实现稳定密封,密封原理与常规密封圈不同。

11.密封圈与其安装槽配合面之间的轴向间隙为小间隙配合的状态,如果间隙较大时,使用与配合面无间隙的聚四氟乙烯挡圈4,防止高压油将密封圈挤进配合间隙内,降低密封圈密封效果或损坏密封圈。

12.与常规密封圈使用时的区别:增加无间隙挡圈4以保证密封圈的两个外侧面无压力油,使凹槽22内压力油达到很好的密封效果,常规密封圈必须保证外侧油压压紧。

13.单向低阻尼密封圈仅能实现单向密封,将两个密封圈对称安装时可作为一个双向密封圈使用,作为某些特定场合使用。

工作原理:

密封圈的安装方向不同,可以实现左侧密封或右侧密封。

左侧密封:安装时密封圈左侧较低,即第一槽肩31位于左侧,左侧液压油产生压力,低阻尼密封圈左侧与轴1之间留有缝隙,液压油顺利进入密封圈凹槽22,由于密封圈右侧的第二槽肩32为斜面设计,进入凹槽22的压力油将右侧密封圈压紧,无法从右侧流出,从而实现左侧密封。

右侧密封:安装时密封圈右侧较低,即第一槽肩31位于右侧,右侧液压油产生压力,低阻尼密封圈右侧与轴1之间留有缝隙,液压油直接进入密封圈凹槽22,由于密封圈左侧的第二槽肩32为斜面设计,进入凹槽22的压力油将左侧密封圈压紧,无法从左侧流出,从而实现右侧密封。

图9示出了本密封圈应用到液压缸端盖处的剖视图,图中密封圈的两侧与其安装槽不是紧密配合的,所以在第二槽肩32的外侧安装有环状挡圈4。密封圈将液压缸内的油密封,有良好的密封效果。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征及本发明的优点。本行业的技术人员应该了解,本发明不受上述实施例的限制,上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理,在不脱离本发明精神和范围的前提下,本发明还会有各种变化和改进,这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

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