专利名称：一种高速发动机轴密封方法
技术领域：
本发明属于旋转轴用油封技术领域，尤其是涉及一种能够提高高速发动机油封寿命和排放标准的高速发动机轴密封方法。
背景技术：
目前，国内发动机所使用的高速旋转油封实现密封的原理是利用橡胶的高弹性，使油封唇口对轴有一个较大径向抱紧力，使油封的唇缘始终紧贴于轴的表面，并保持该抱紧力，来实现密封。因此，在唇口与旋转轴之间会产生较大的摩擦力，产生以下缺陷一是加速唇口与轴的磨损，降低油封寿命；二是产生较大的摩擦温升和摩擦力矩，消耗额外的功力；同时，按照该原理设计的油封，还受到安装偏心和轴跳动量的限制，必须在提高零部件的制造和装配精度下使用。随着发动机对转速、寿命和排放标准的不断提升，需要新的密封理论来实现高速发动机的轴密封。
发明内容
本发明的目的在于改进已有技术的不足而提供一种利用内油封旋转时其密封端面所设有的平面螺线对密封介质的离心原理、降低对安装偏心和轴跳动量要求的高速发动机轴密封方法。
本发明的目的是这样实现的，一种高速发动机轴密封方法，其特点是该方法是采用内、外分体式油封，内油封的内孔与发动机轴过盈装配、外油封的外径和与腔体过盈而固定在腔体中，外油封的密封唇与内油封的密封端面过盈接触，起到静密封功能，内油封的密封端面设有多头平面螺线，与外油封密封唇过盈接触，通过旋转时的离心作用，起到动密封功能。
为了进一步实现本发明的目的，可以是内油封的旋转接触面设有平面螺线，从内侧起始延伸到外侧尽头，与轴的旋转方向相同。
本发明采用内、外分体式油封，内油封的内孔与发动机轴过盈装配、外油封的外径和与腔体过盈而固定在腔体中，外油封的密封唇与内油封的密封端面过盈接触，起到静密封功能。
内油封的密封端面设有多头平面螺线，与外油封密封唇过盈接触，通过旋转时的离心作用原理，起到动密封功能；即当作圆周运动的物体的线速度突然增大，而物体所受外力无法提供所需的向心力，则物体将产生离心运动，也就是说，物体将脱离原有的运行轨迹，而沿着与向心力垂直的方向离去。应用于本例中，当轴带动内油封高速旋转时，介质的所受的外力(由附着力、内腔压力等多种复杂力作用而成)无法提供所需的向心力，那么介质就要脱离内油封和密封唇，从而实现主动的动态密封。
本发明与传统密封技术相比具有以下积极效果和显著特点1.密封唇与端面的接触力远小于常规旋转轴油封的抱紧力，大大降低了唇与端面的摩擦，从而降低额外功率消耗，并提高排放标准，适应更高的环保要求；2.在本发明的密封方法中，因不同于传统的径向唇密封，对轴的跳动和安装偏心基本没有要求，从而达到提高油封寿命，降低零部件的制造和装配精度的目的。
四
下面结合附图和实施例对发明作进一步详细说明。
图1是本方法的一种具体结构示意图。
图2为本发明一种内油封密封端面平面螺线的分布示意图。
五、具体实施方案实施例，一种高速发动机轴密封方法，是将分体的外油封和内油封组合在一起，通过专用工装将其压入发动机腔体设定位置，外油封通过外径与腔体过盈而固定在腔体中，并起静密封功能，内油封通过内孔与旋转轴过盈而固定在轴上，并起静密封功能，外油封的密封唇与内油封的密封端面过盈接触，起到动密封功能，内油封的密封端面设有平面螺线；工作时，旋转轴带动内油封旋转，通过平面螺线的离心作用起主要密封功能；密封唇与内油封密封端面过盈接触产生相对运动，密封唇的设计柔和，对接触平面的接触力相对较小，起静密封和辅助密封功能；平面螺线均布，从内油封密封端面内侧起始延伸到外侧尽头，螺旋方向与轴的旋转方向相同，螺线具有一定的形状和深度，转速越高，回油效果越好。
为了进一步说明本发明方法，本发明方法在实际应用中的一个具体应用实例参照图1、图2，是外油封6和内油封7通过专用工装将其压入腔体内，外油封6通过外径与腔体过盈而固定在腔体中，外壁与腔体紧压接触，起静密封功能，内油封7通过内孔与旋转轴过盈而固定在轴8上，并起静密封功能，内油封7的截面为倒L形，橡胶体2的下部设有防尘唇5，外油封6的防尘唇5紧压内油封7的倒L形竖壁，橡胶体2上部的设有密封唇3，密封唇3与内油封7的倒L形横壁过盈接触且横壁的下表面加工有多头螺旋线10，螺旋线10的方向与发动机轴8的旋转方向相同，螺旋线10可以是多条，本实施例中螺旋线10为2条，密封唇3与内油封7的倒L形竖壁间的胶体2设有储油槽4，外油封6和内油封7的上部间留有间隙。
本发明所保护不仅仅局限于所提供的具体实施例，可以通过与专为阐述用的实施例不同的结构方法来实践本发明，只要该方法不超出本发明的范围。
本发明的外油封的密封唇与内油封的旋转接触面过盈接触，起到动密封功能，即当物体作匀速圆周运动时，都有一个向心力，方向指向圆心，按照牛顿第二定律，这个向心力为F＝ma，这里，m为物质质量，a为向心加速度，a＝v2/r，v为线速度，r为圆周半径；若作圆周运动的物体的线速度突然增大，而物体所受外力无法提供所需的向心力，则物体将产生离心运动，也就是说，物体将脱离原有的运行轨迹，而沿着与向心力垂直的方向飞去。1在静止状态下，通过上述的原理实现静密封；2在轴转速很低的情况下，由于密封介质(如油)与内油封表面的附着力，产生向心力，此时，油附着力f大于mv2/r，油仍附着在内油封和密封唇表面。由于密封唇的过盈量产生的弹力，油无法通过；3当转速达到一定大小时，内油封和密封唇表面无法提供油滴的足够大向心力，此时，油的附着力远远小于mv2/r，促使油滴产生离心运动，离开内油封和密封唇表面，这样，在内油封和密封唇的表面，形成一个无油区，实现主动的动态密封。同时，由于密封唇和内油封横壁下表面紧密接触，辅助防止油泄漏作用。
内油封的旋转接触面设有平面螺线，规范油的飞溅路线，起到更佳密封效果。
权利要求
1.一种高速发动机轴密封方法，其特征是该方法是采用内、外分体式油封，内油封的内孔与发动机轴过盈装配、外油封的外径和与腔体过盈而固定在腔体中，外油封的密封唇与内油封的密封端面过盈接触，起到静密封功能，内油封的密封端面设有多头平面螺线，与外油封密封唇过盈接触，通过旋转时的离心作用，起到动密封功能。
2.根据权利要求1所述的一种高速发动机轴密封方法，其特征是内油封的旋转接触面设有平面螺线，从内侧起始延伸到外侧尽头，与轴的旋转方向相同。
全文摘要
本发明公开了一种高速发动机轴密封方法，该方法是采用内、外分体式油封，内油封的内孔与发动机轴过盈装配、外油封的外径和与腔体过盈而固定在腔体中，外油封的密封唇与内油封的密封端面过盈接触，起到静密封功能，内油封的密封端面设有多头平面螺线，与外油封密封唇过盈接触，通过旋转时的离心作用，起到动密封功能；内油封的旋转接触面设有平面螺线，从内侧起始延伸到外侧尽头，与轴的旋转方向相同；本发明具有利用内油封旋转时其密封端面所设有的平面螺线对密封介质的离心原理、降低对安装偏心和轴跳动量要求的特点。
文档编号F16J15/16GK1804439SQ200610042080
公开日2006年7月19日 申请日期2006年1月15日 优先权日2006年1月15日
发明者杜杰, 孙少俊, 孙志远, 张洪杰, 王世恩 申请人:杜杰