适合紧凑空间的组合密封结构的制作方法

1.本专利涉及液压传动领域。


背景技术：

2.液压缸是将液压功率转换成机械力和运动的装置。液压缸由在缸筒中运行的活塞和缸筒等组成。在缸筒及活塞杆、活塞的连接处，需要设置密封结构以隔绝液压液向外部溢出。如果密封结构设计的不合理，会造成内、外泄漏，内泄漏量和外泄漏量是评价一台液压缸质量差或更差的直观表象。液压缸的实际使用寿命也经常由泄漏量的多少来判定。
3.组合密封：jb/t 8241-1996《同轴密封件词汇》中定义组合密封件(同轴密封件)这一术语，即密封圈与橡胶圈组合在一起，并且由塑料圈作摩擦密封面的组合密封件。组合密封件通常由至少一个密封滑环和一个弹性体组成，一般滑环的材料由聚四氟乙烯填充青铜或高硬度聚氨酯等制成，弹性体由橡胶材料制成。同轴密封件适用于以液压油为工作介质的液压缸活塞及活塞杆的动密封，工作压力小于60mpa、往复运动速度小于5m/s、工作温度范围为-40～200℃。
4.常规同轴密封结构通常采用多重密封结构，在轴向上分布两个以上的密封圈实现密封，这种结构要求的沟槽尺寸是普通密封结构的数倍，导致活塞厚度以及缸筒端盖厚度明显加厚。对于行程较小的液压缸，多重密封结构会导致液压缸长度数倍与液压缸的有效行程，造成液压缸尺寸较大。
5.现有技术的实现方案及存在的缺点：
6.结构空间尺寸要求较大，对于40-79.9mm缸径时沟槽深度要求7.75mm。
7.高压密封情况下，需要两道以上格莱圈，密封效果不佳。


技术实现要素：

8.本专利提出的适合紧凑空间的组合密封结构解决了因活塞及缸筒空间有限，而又有高压密封需求的液压缸。(1)该结构沟槽深度要求极低，仅为格莱圈的一半。(2)可实现80mpa密封要求。(3)密封摩擦面是橡胶密封圈，使用寿命远高于塑料材质作为密封摩擦面的其他结构。
9.本专利申请的组合密封可用在带有活塞杆的活塞密封，包括孔用组合密封和轴用组合密封。
10.孔用组合密封包括两部分：孔用密封圈(4)；孔用挡圈(5)。
11.轴用组合密封包括两部分：轴用密封圈(6)；轴用挡圈(7)。
12.孔用密封圈(4)和两个孔用挡圈(5)安装于活塞(2)沟槽内，孔用密封圈(4)的外径大于缸筒(1)的外径，通过受压缩橡胶材料的弹性与缸筒(1)形成密封结构；轴用密封圈(6)和两个轴用挡圈(7)安装于缸筒(1)沟槽内，轴用密封圈(6)的内径小于活塞杆(3)的外径，通过受压缩橡胶材料的弹性与活塞杆(3)形成密封面。
13.采用本专利的技术效果：
14.(1)成型工艺简单，成本较低，生产效率得到极大提高；
15.(2)安装空间小，极大节省箱的内部空间。
附图说明
16.图1、单只减振器装配图
17.1-缸筒；2-活塞；3-活塞杆；4-孔用密封圈；5-孔用挡圈；6-轴用密封圈；7-轴用挡圈
18.图2应用实例安装工程图
具体实施方式
19.孔用密封圈(4)和轴用密封圈(6)截面为带有圆角的三角形结构，材料为橡胶材料，三角形的其中一角为密封面，分别朝向液压缸缸桶内壁和活塞杆。孔用挡圈(5)和轴用挡圈(7)为截面带有圆角的直角梯形，材料为ptfe或其他塑料材料，直角梯形中的斜边与三角形截面的密封圈行成配合面，三个直角边分别与沟槽和缸筒内壁/活塞杆表面配合。三角形密封圈的结构能够有效的防止密封圈在相对滑动过程中发生滚转，梯形挡圈主要作用在于限制密封圈在相对滑动过程中发生滚转，并且挡圈材料摩擦系数低，降低密封圈在相对运动中出现的磨损情况，提高密封圈的使用寿命。
20.组合密封圈安装尺寸及工程应用安装图纸如图2所示。本具体实施例是组合密封结构应用在63mm缸径/35mm活塞杆径的活塞密封的实例。
21.孔用组合密封的沟槽宽度为12mm，沟槽深度为5mm，孔用密封圈外径尺寸大于缸筒内径，装入缸筒后孔用密封圈存在初始压缩量，压缩量为20％。初始压缩量保证活塞在静止状态下，不会泄露液压缸内的液压油。当活塞在缸筒内运动时，孔用密封圈在初始接触应力及摩擦力的作用下在沟槽内反向运动，与挡圈接触后停止。在密封圈和挡圈截面斜面的导向作用下，挡圈沿径向向外扩张，与缸筒内壁形成第二道密封。并且由于挡圈材质为塑料，硬度较低，与密封圈软接触，使密封圈不至在高压下被破坏。
22.轴用组合密封的沟槽宽度为12mm，沟槽深度为5mm，轴用密封圈内径尺寸小于活塞杆外径，活塞杆装入后轴用密封圈存在初始压缩量，压缩量为20％。初始压缩量保证活塞杆在静止状态下不会泄露液压缸内液压油。当活塞杆轴向运动时，轴用密封圈在初始接触应力及摩擦力的作用下在沟槽内反向运动，与挡圈接触后停止。在密封圈和挡圈结构斜面的导向作用下，挡圈沿径向向内压缩，与活塞杆形成第二道密封。且由于挡圈材质为塑料，硬度较低，与密封圈软接触，使密封圈不至在高压下被破坏。
23.本专利所提出的组合密封结构，解决了现有组合密封结构沟槽深度要求过大，密封压力较低的问题，极大缩小了液压缸除有效行程外的结构尺寸，适合应用于结构空间紧凑的液压缸中。


技术特征：
1.适合紧凑空间的组合密封结构，其特征在于，包括孔用组合密封和轴用组合密封；孔用组合密封包括两部分：孔用密封圈(4)；孔用挡圈(5)；轴用组合密封包括两部分：轴用密封圈(6)；轴用挡圈(7)；孔用密封圈(4)和两个孔用挡圈(5)安装于活塞(2)沟槽内，孔用密封圈(4)的外径大于缸筒(1)的外径，通过受压缩橡胶材料的弹性与缸筒(1)形成密封结构；轴用密封圈(6)和两个轴用挡圈(7)安装于缸筒(1)沟槽内，轴用密封圈(6)的内径小于活塞杆(3)的外径，通过受压缩橡胶材料的弹性与活塞杆(3)形成密封面。

技术总结
适合紧凑空间的组合密封结构，其特征在于，包括孔用组合密封和轴用组合密封；孔用组合密封包括两部分：孔用密封圈(4)；孔用挡圈(5)；轴用组合密封包括两部分：轴用密封圈(6)；轴用挡圈(7)；孔用密封圈(4)和两个孔用挡圈(5)安装于活塞(2)沟槽内，孔用密封圈(4)的外径大于缸筒(1)的外径，通过受压缩橡胶材料的弹性与缸筒(1)形成密封结构；轴用密封圈(6)和两个轴用挡圈(7)安装于缸筒(1)沟槽内，轴用密封圈(6)的内径小于活塞杆(3)的外径，通过受压缩橡胶材料的弹性与活塞杆(3)形成密封面。本结构工艺简单，成本较低，生产效率得到极大提高；安装空间小。安装空间小。安装空间小。


技术研发人员：张振 米志安 米洪亮 王艳娜 邹华敏 张兴雷
受保护的技术使用者：北京智天新航科技有限公司
技术研发日：2022.01.10
技术公布日：2022/7/18