密封结构的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种密封结构，包括第一壳体，第一壳体包括第一壳体本体，第一壳体本体上设有安装O形密封圈的沟槽以及用于第一壳体和第二壳体连接的螺栓孔，其特征在于，所述的沟槽为斜面沟槽。本发明在满足O形密封圈拉伸量、压缩率及填充率的情况下，加大沟槽直径，避开壳体上螺栓安装连接孔的位置，防止了因加大壳体外形尺寸而造成产品安装位置的干涉；为防止O形密封圈在拉伸情况下弹出沟槽，将沟槽设计为倾斜状态；同时O形密封圈安装沟槽内斜面和端面间倒角小于R0.2，且不允许存在毛刺，加工后，需使用金相砂纸去除相交处的毛刺。
【专利说明】
密封结构
技术领域
[0001 ]本发明设及一种密封结构，尤其设及一种0形密封圈安装沟槽结构，属于密封结构
技术领域。
【背景技术】
[0002] 在液压元件及其系统中，密封装置是用来防止工作介质的泄露及外界灰尘和异物 的侵入，漏油是液压系统经常发生的毛病之一，外漏会造成工作介质的浪费、弄脏设备、污 染环境，甚至引起机械操作失灵等事故，内漏会引起液压系统容积效率下降和液压能量的 损失，达不到所需的工作压力或者无法工作。侵入系统的微小颗粒，会引起或加剧液压元件 摩擦副的磨损、堵塞、卡死或损坏，导致系统失灵。密封件和密封装置是液压设备的一个重 要组成部分，在管理不善的液压设备机体及其周围经常会看到积存的油液，所W良好密封 性能的液压系统可W提高设备工作可靠性，延长使用寿命，减少能量消耗。
[0003] 在液压系统中，密封设计是重要一环，也是保证液压系统具备良好密封性能的关 键，因而对液压系统设计阶段、选择密封结构设计应予W足够重视。选择密封结构和类型时 应主要依据设备的工作条件，如压力、速度、溫度、与流体的相容性、环境有无颗粒及灰尘存 在等。合理选择密封结构之后还要进行配偶件的相应设计，如安装密封件的沟槽尺寸精度、 表面粗糖度、轴偏屯、量、密封件的拉伸量、压缩率及填充率等，运些因素也会影响密封的效 果。
[0004] 在液压系统中，常见的密封形式有0形圈、Y形圈和V形圈等唇形密封，运=种密封 形式都可用于静密封和动密封。0形密封圈是一种断面形状为圆形的密封元件，广泛应用于 多种机械设备中，在一定溫度、压力及不同的液体或气体介质中起密封作用，是液压工程中 用得最多、最普遍的一种密封形式，主要应用于静密封和滑动密封，也可作动密封用。0形密 封圈与其它密封件相比，具有如下优点：1.密封性好，寿命长;2.单圈就可W对两个方向起 密封作用;3.动摩擦阻力较小;4.对油液、溫度和压力的适应性较好;5.密封部位结构简单， 装拆方便。其缺点是在做动密封使用时，启动摩擦阻力较大，约为动摩擦力的3~4倍，在高 压下易被挤入间隙。
[0005] 0形密封圈是典型的挤压密封，当装入密封沟槽后，其截面受到一定的压缩变形， 由于0形密封圈具有良好的弹性，对接触面产生预接触而形成自密封，防止油液的泄露；当 油压压力较低时，跟无压状态一样，主要靠0形密封圈自身的弹性变形力进行自密封；当油 压压力较高时，0形密封圈被挤到密封槽的一侧，封闭了密封间隙，此时0形密封圈W更大的 弹性变形力密封。当压力超过一定限度时，0形密封圈从密封槽的间隙中被挤出，使密封效 果降低或失去密封作用。0型密封圈拉伸量W及截面直径的压缩率、填充率是密封设计的主 要内容，对密封性能和使用寿命有重要意义，0形密封圈具有良好的密封效果很大程度上取 决于本身的尺寸和沟槽尺寸的正确匹配。
[0006] 目前使用较多的0形密封圈沟槽结构有矩形沟槽、V形沟槽、半圆形沟槽、燕尾形沟 槽W及=角形沟槽，此类沟槽结构目前已按照0形密封圈的尺寸系列进行标准化，使用较广 泛。但是如在设计结构受限制的情况下，按标准推荐的沟槽尺寸也存在不适用的情况。如图 1、图2所示，为标准推荐的O形密封圈沟槽尺寸，因壳体内腔决定了储油量的体积，该内腔不 能减小，同时壳体外径太大会影响整个产品的安装尺寸，从而造成了两壳体连接螺栓位置 (即螺栓孔1-3)和O形密封圈2安装位置出现干设的情况，需进行O形密封圈沟槽非标设计。
【发明内容】
[0007] 本发明要解决的技术问题是:提供了一种结构紧凑、密封效果好的密封结构，解决 了两壳体连接螺栓位置和0形密封圈安装位置出现干设的情况。
[0008] 为了解决上述技术问题，本发明的技术方案是提供了一种密封结构，包括第一壳 体，第一壳体包括第一壳体本体，第一壳体本体上设有安装0形密封圈的沟槽W及用于第一 壳体和第二壳体连接的螺栓孔，其特征在于，所述的沟槽为斜面沟槽。
[0009] 优选地，所述的斜面沟槽与第一壳体轴向倾斜向外成15°~20°角。
[0010] 优选地，所述的斜面沟槽截面的形状为梯形。
[0011] 优选地，所述的斜面沟槽内的斜面与端面间倒角小于RO.2。
[0012] 优选地，所述的倒角在加工后使用金相砂纸去除相交处的毛刺。
[001 ；3 ] 优选地，所述的斜面沟槽的直径d满足0形密封圈的拉伸量a控审化1 %~5 %范围 内；
[0014] 拉伸量a的计算公式为
：其中d为斜面沟槽内侧面直径，W为0形密封圈的 截面直径，dl为0形密封圈的内径。
[0015] 优选地，所述的斜面沟槽的深度和宽度的设计保证0形密封圈的压缩率E控制在 8%~30%;
[0016] 压缩率的公式为
W为0形密封圈的截面直径，H为沟槽的平均深 度。
[0017] 优选地，所述的斜面沟槽的深度和宽度的设计保证0形密封圈的填充率n控制在 75%~90%范围内；
[0018] 填充率公式为
为沟槽宽度，H为沟槽的平均深度。
[0019] 本发明在满足0形密封圈拉伸量、压缩率及填充率的情况下，加大沟槽直径，利用0 形密封圈本身弹性进行安装，保证其拉升量控制在推荐值1%~5%内，使整个产品设计结 构紧凑，满足产品使用性能，同时达到密封效果，避开壳体上螺栓安装连接孔的位置，防止 了因加大壳体外形尺寸而造成产品安装位置的干设;为防止0形密封圈在拉伸情况下弹出 沟槽，将沟槽设计为倾斜状态；同时0形密封圈安装沟槽内斜面和端面间倒角小于RO. 2,且 不允许存在毛刺，加工后，需使用金相砂纸去除相交处的毛刺。加工中只需使用标准槽刀在 带有四轴的车削机床上加工即可，或者定制带角度的非标刀具在普通车床上加工。
【附图说明】
[0020] 图1为第一壳体中0形密封圈标准推荐的沟槽结构示意图；
[0021 ]图2为图I中沟槽和连接螺栓孔位置示意放大图；
[0022] 图3为本发明的一种密封结构的示意图；
[0023] 图4为图3中沟槽的放大图；
[0024] 图5为0形密封圈初始状态安装示意图；
[0025] 图6为0形密封圈初始状态安装放大示意图；
[0026] 图7为0形密封圈装配后的产生的应力示意图；
[0027] 图8为第一壳体和第二壳体安装后0形密封圈变形后状态示意图；
[0028] 图9为图8局部放大示意图。
【具体实施方式】
[0029] 为使本发明更明显易懂，兹W优选实施例，并配合附图作详细说明如下。
[0030] 本发明为一种密封结构，如图3和图4所示，其包括第一壳体1，第一壳体1包括第一 壳体本体1-1，第一壳体本体1-1上设有安装0形密封圈2的斜面沟槽W及用于第一壳体1和 第二壳体3连接的螺栓孔1-3。
[0031] 为避免0形密封圈2的沟槽1-2的安装尺寸与两壳体连接螺栓孔1-3位置干设，在0 形密封圈2拉伸量允许的条件下，本实施例利用0形密封圈2自身的弹性，加大沟槽1-2的直 径d，该直径d尺寸的设计满足0形密封圈2的拉伸量a控制在1 %~5 %范围内，拉伸量a的计 算公式为：
其中d为沟槽1-2的内侧面直径，W为0形密封圈2的截面直径，dl为0形 密封圈2的内径。
[0032] 因加大了沟槽1-2的直径，0形密封圈2安装后拉伸量加大，会出现弹出沟槽1-2的 现象，为解决此问题，将沟槽1-2的结构设计为倾斜状态，与壳体轴向倾斜向外成15°~20° 角范围内，在沟槽内径一定的情况下，角度的大小会影响到沟槽深度H的尺寸。如图3和图4 所示，在沟槽1-2的角度作用下且安装时0形密封圈2表面涂抹液压油后，能有效防止0形密 封圈2弹出沟槽1-2,如图5和图6所示。
[0033] 为便于加工及刀具的标准化，该沟槽1-2设计为梯形结构，沟槽1-2宽度参考标准 槽刀的宽度进行设计。
[0034] 沟槽1-2的深度和宽度的设计保证0形密封圈2的压缩率E控制在8 %~30%，填充 率n控制在75 %~90 %范围内，压缩率的公式为
填充率公式为：
式中W为0形密封圈2的截面直径，G为沟槽1 -2的宽度，H为沟槽1 -2的深 度，因沟槽1-2底部为斜面。此处H为沟槽1-2的平均深度，即沟槽1-2中点处深度。
[0035] 为使0形密封圈2更好的贴合在沟槽1-2内，图4中P处倒角小于RO.2,且不允许存在 破坏0形密封圈2的毛刺等，加工后，需使用金相砂纸去除相交处的毛刺。
[0036] 本发明在满足产品使用性能的条件下，保证0形密封圈2的压缩率、拉伸量和填充 率，使0形密封圈2与沟槽1-2尺寸达到正确合理的匹配，通过第一壳体1和第二壳体3装配 后，0形密封圈2产生初始变形和应力时，如图7所示，0形密封圈2本身的弹性变形后，产生= 个方向的反作用应力，将不会产生泄漏，封闭了密封间隙，利用0形密封圈2的弹性变形力密 封，保证密封效果，O形密封圈2在变形和应力作用下，如图8和图9所示。
[0037] 具体操作通过试验和实践来验证：
[0038] 为了验证该结构的可靠性，对本发明进行了验证，将第一壳体1和第二壳体3进行 装配、性能试验，经过2000小时性能试验后，两壳体结合面处未发现有漏油和渗油的现象。 第一壳体1和第二壳体3拆解后发现0形密封圈2变形正常，未发现压缩变形、间隙咬伤及扭 曲等现象。
【主权项】
1. 一种密封结构，包括第一壳体（1)，第一壳体（1)包括第一壳体本体（1-1)，第一壳体 本体(1-1)上设有安装0形密封圈（2)的沟槽以及用于第一壳体(1)和第二壳体(3)连接的螺 栓孔(1-3)，其特征在于，所述的沟槽(1-2)为斜面沟槽。2. 如权利要求1所述的一种密封结构，其特征在于，所述的斜面沟槽与第一壳体（1)轴 向倾斜向外成15°~20°角。3. 如权利要求1所述的一种密封结构，其特征在于，所述的斜面沟槽截面的形状为梯 形。4. 如权利要求1所述的一种密封结构，其特征在于，所述的斜面沟槽内的斜面与端面间 的倒角小于R0.2。5. 如权利要求4所述的一种密封结构，其特征在于，所述的倒角在加工后使用金相砂纸 去除相交处的毛刺。6. 如权利要求1所述的一种密封结构，其特征在于，所述的斜面沟槽的直径d满足0形密 封圈⑵的拉伸量a控制在1 %~5 %范围内； 拉伸量a的计算公式为：，其中d为斜面沟槽内侧面直径，W为0形密封圈（2)的 截面直径，dl为0形密封圈（2)的内径。7. 如权利要求1所述的一种密封结构，其特征在于，所述的斜面沟槽的深度和宽度的设 计保证0形密封圈（2)的压缩率E控制在8%~30% ; 压缩率的公式为：1为0形密封圈（2)的截面直径，Η为沟槽（1 -2)的平 均深度。8. 如权利要求1或7所述的一种密封结构，其特征在于，所述的斜面沟槽的深度和宽度 的设计保证〇形密封圈（2)的填充率η控制在75 %~90 %范围内； 填充率公式为G为沟槽(1-2)宽度，Η为沟槽(1-2)的平均深度。
【文档编号】F16J15/06GK105822764SQ201610334474
【公开日】2016年8月3日
【申请日】2016年5月19日
【发明人】黄雪兰, 余红波, 杨勇
【申请人】龙工（上海）精工液压有限公司