本发明涉及一种转叶式舵机静压油封，属于机械密封装置，是一种新型油封。应用于转叶式舵机下端滑动轴承处的轴向密封，利用转叶式舵机自身的液压系统提供液压油，不需额外添加装置。密封件之间的贴合力可实现随着负载的变化而自动调整，同时利用液压系统自身的弹性保护，可有效避免机械损伤。
背景技术：
舵机是船舶实现操舵、控制航向的动力装置。转叶式舵机作为舵机中的一种类型，可直接与舵轴安装在一起，带动舵作往复摆动，不需再安装舵柄等其他辅助转舵机构，因而如果工作油液压力不变，其输出转舵力矩为一定值，与转舵角无关。其总体结构如图1和3，通过静叶及密封条、动叶及密封条、上缸盖及密封圈、缸体内侧面、缸体底面及密封圈，分隔成6个工作腔a1、b1、a2、b2、a3、b3，每3个相间的密封腔连通为1个工作腔，即a1、a2、a3连通，b1、b2、b3连通，这样在液压系统的控制下，便可实现转子直接带动舵轴在正反两方向作旋转运动，实现操舵的功能。转叶式舵机具有易于集成、方便安装、转角范围宽等优点，但加工制造精度要求高，密封技术较为复杂。
如图1和3中所标注9是当前转叶舵机下端滑动轴承轴向普遍采用的密封方式，即标准油封或填料函。由于转叶式舵机和舵轴装配后固定在机舱的底板上，如果采用标准油封在使用中出现密封降低或机械损伤，必须停航进入船坞才能进行更换作业，维修周期长，费用高。如果采用填料函密封，在正常磨损或突发损伤的情况下，预设通过调整端盖压紧力的方式，进行补偿，常因作业空间狭窄而无法实现。因此，这两种密封方式，可靠性和耐久性均不甚理想，一旦因密封降低或失效而泄漏，势必影响舵机的正常使用，甚至航行安全。
技术实现要素：
本发明所要解决的技术问题是：针对背景技术中提及的当前转叶舵机下端滑动轴承轴向普遍采用的密封方式存在磨损后更换难、维修周期长和费用高的技术问题。
本发明的设计思想是，针对当前转叶式舵机下端滑动轴承轴向密封不足而提出的。提出一种流体动压型密封，应用于转叶式舵机下端滑动轴承处的轴向密封。设计的“c”型槽型密封圈安装在动叶输出轴上，通过压盖固定在转叶式舵机缸体下端，同时构成密闭腔，密闭腔通过管路与外部液压油相连接，工作时利用液压油的压力使得密封圈与轴的接触面紧紧贴合，实现轴向密封。压紧力可通过调整液压油的油压实现动态调整。转叶式舵机本身是液压执行件，因此，引入液压油方便快捷，不需额外添加装置。
本发明的目的是进一步提升转叶舵机下端滑动轴承的轴向密封效果，避免机械损伤，可方便实现动态补偿，提高可靠性。此外，通过非标设计优化密封圈的材料，增加磨损部位的厚度，进一步提高耐用度，延长密封装置的大修周期。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：
一种转叶式舵机静压油封，包括液压系统、动叶(4)、缸体(6)和压盖，在动叶(4)的下端与缸体(6)之间设置滑动轴承(7)，在压盖与缸体(6)之间设置o型密封圈(8)；其特征在于，还包括静压油封(8a)和液压油进油口(8b)，
在压盖上与缸体(6)接触的面上内凹设置用于安装静压油封(8a)的油封槽，静压油封(8a)的截面呈“c”字型，静压油封(8a)安装在油封槽内且静压油封(8a)的”c”字型槽口朝向液压油进油口(8b)；在压盖的侧壁上设置油孔(21)且油孔(21)连通静压油封(8a)的“c”字型槽口，液压油进油口(8b)安装在油孔(21)内；在压盖上设置用于安装o型密封圈(8)的o型圈槽(20)；
油封槽的深度d5与静压油封(8a)的轴向尺寸d4之间保证0.08-0.1mm的过盈量；
液压油进油口(8b)连接转叶式舵机内的液压系统。
本发明技术中提及的转叶式舵机为现有技术中的常规技术产品，其转叶式舵机内有自身的液压系统，此液压系统也为常规技术。
本发明技术中的静压油封(8a)材料选用聚氨酯橡胶复合材料，静压油封(8a)的内径d3的尺寸参照标准油封轴系选取，静压油封(8a)的轴向尺寸d4根据所需密封压力和转叶式舵机液压系统可提供油压进行计算确定；具体的计算方法采用现有技术中的常规技术方法进行。
本发明技术中的压盖装配时，压盖与静压油封的双侧保证0.08-0.1mm的过盈量，即油封槽的深度d5与静压油封(8a)的轴向尺寸d4之间保证0.08-0.1mm的过盈量；在压盖与缸体之间需设计装配o型圈，这样就形成了油封、压盖、缸体与动叶输出轴所构成的密闭工作腔，通过压盖上的液压油进油口接转叶式舵机液压系统，通过调节油压，实现静压密封。
本方案改变原有依靠机械压力使密封面紧密贴合的方式，改为依靠液压系统的油压作为压紧力，液压油具有弹性保护性能，当遇到压紧力过大或异物时，液压油的过载保护性能可避免密封圈表面损伤；其次液压油的压力可根据需要作出调整，方便快捷；此外，液压油取自舵机自身的液压系统，因此无需增添额外设备。
对本发明技术方案的改进，液压油进油口(8b)装配单向阀后接在转叶舵机液压系统内的压力控制阀出口与方向控制阀之间。
对本发明技术方案的改进，液压油进油口(8b)装配单向阀后连接压力控制阀，然后接在转叶舵机液压系统泵的出口端。
本实用转叶式舵机静压油封的工作原理是：
本发明技术方案中，由静压油封、压盖、缸体与动叶输出轴所构成的密闭工作腔，在压盖上的液压油进油口连接单向阀的出油口，单向阀的的进油口与转叶式舵机液压系统相连接，在液压系统的油压作用下，使得静压密封件与转叶式舵机的输出轴接触面紧密贴合，从而达到机械密封的效果。压力调整的方式有两种，一种是跟随舵机工作腔的压力(案例1)，另一种是设单独的压力控制阀(案例2)，当舵机液压系统停止工作时，在单向阀的作用下，使得静压密闭腔内仍能保持一定的压力。此外，当遇到压紧力过大或异物时，液压油的过载保护性能可避免密封圈表面损伤。
本发明与现有技术相比，其有益效果是：
1、本发明的转叶式舵机静压油封，采用液压压力取代传统的机械压力方式，利用液压的过载保护性能可有效避免油封的密封面损伤；同时利用液压压力可调整实现动态补偿，提高可靠性。
2、本发明的转叶式舵机静压油封，通过非标设计的静压油封，可优选密封圈的材料，自主设计增加磨损部位的厚度，进一步提高耐用度，延长密封装置的大修周期。此外，液压油取自舵机自身的液压系统，因此无需增添额外设备，且取用方便。
附图说明
图1是现有技术中的转叶式舵动静压油封总体结构。
图2是图1中的ⅰ处放大视图。
图3是图1的a向视图。
图4是本发明的转叶式舵动静压油封总体结构。
图5是图4中的ⅱ处放大视图。
图6是静压油封的结构示意图。
图7是图6中的ⅲ处放大视图。
图8是压盖的剖视图。
图9是本发明的转叶式舵动静压油封油压联控控制原理。
图10是本发明的转叶式舵动静压油封油压单独控制原理。
具体实施方式
下面对本发明技术方案进行详细说明，但是本发明的保护范围不局限于所述实施例。
为使本发明的内容更加明显易懂，以下结合附图1-10和具体实施方式做进一步的描述。
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
如图4和5所示，为本实施例的转叶式舵机静压油封，改变原有依靠机械压力使密封面紧密贴合的方式，改为依靠液压系统的油压作为压紧力，液压油具有弹性保护性能，当遇到压紧力过大或异物时，液压油的过载保护性能可避免密封圈表面损伤；其次液压油的压力可根据需要作出调整，方便快捷；此外，液压油取自舵机自身的液压系统，因此无需增添额外设备。
转叶式舵机，包括上缸盖1，上缸盖密封圈2，动叶密封条3，动叶4，缸体底面密封圈5，缸体6，滑动轴承7，o型圈8，静压油封8a，液压油进油口8b，静叶密封条11和静叶12。
转叶式舵机，通过静叶及密封条、动叶及密封条、上缸盖及密封圈、缸体内侧面、缸体底面及密封圈，分隔成6个工作腔a1、b1、a2、b2、a3、b3，每3个相间的密封腔连通为1个工作腔，即a1、a2、a3连通，b1、b2、b3连通，这样在液压系统的控制下，便可实现转子直接带动舵轴在正反两方向作旋转运动，实现操舵的功能。转叶式舵机具有易于集成、方便安装、转角范围宽等优点，但加工制造精度要求高，密封技术较为复杂。
本转叶式舵机静压油封，包括液压系统21、动叶4、缸体6和压盖，在动叶4的下端与缸体6之间设置滑动轴承7，在压盖与缸体6之间设置o型密封圈8；还包括静压油封8a和液压油进油口8b，在压盖上与缸体6接触的面上内凹设置用于安装静压油封8a的油封槽，静压油封8a的截面呈“c”字型，静压油封8a安装在油封槽内且静压油封8a的”c”字型槽口朝向液压油进油口8b；在压盖的侧壁上设置油孔21且油孔21连通静压油封8a的“c”字型槽口，液压油进油口8b安装在油孔21内；在压盖上设置用于安装o型密封圈8的o型圈槽20；油封槽的深度d5与静压油封8a的轴向尺寸d4之间保证0.08-0.1mm的过盈量；液压油进油口8b连接转叶式舵机内的液压系统。
案例1：
如附图9所示，液压油进油口8b装配单向阀后接在转叶舵机液压系统21压力控制阀出口与方向控制阀之间，工作时静压油封的油压将跟随转叶舵机工作负载压力，负载增加时，静压密封的压力也相应增加，反之亦然，动态补偿效果好。停机时，因进油口前端装有单向阀，可以保持静压油封的密封压力，始终保持密封效果。附图9所标注的21为转叶舵机液压系统，22为转叶舵机执行机构，23为下端滑动轴承静压油封装置。
案例2：
如附图10所示，液压油进油口8b装配单向阀后连接压力控制阀，然后接在转叶舵机液压系统泵的出口端，这种工作方式下，静压油封的油压可以单独设定，但一经设定后将固定不变，除非人为调整，优点是可以根据观察，设定比较合适的压力，缺点是无法根据转叶舵机工作负载的变化而自动调整。停机时，同样因油口前端装有单向阀，可以保持静压油封的密封压力。附图10所标注的21为转叶舵机液压系统，22为转叶舵机执行机构，23为下端滑动轴承静压油封装置。
本发明未涉及部分均与现有技术相同或可采用现有技术加以实现。
如上所述，尽管参照特定的优选实施例已经表示和表述了本发明，但其不得解释为对本发明自身的限制。在不脱离所附权利要求定义的本发明的精神和范围前提下，可对其在形式上和细节上作出各种变化。