翻边式转叶舵机密封装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种密封装置，尤其涉及一种翻边式转叶舵机密封装置。
【背景技术】
[0002]到目前为止转叶舵机油缸的密封形式已有数十种，大致可归为四种情况:间隙密封、橡胶密封、金属补偿密封以及组合补偿密封。
[0003]间隙密封的原理是根据间隙部位压力差产生的推力来阻止油液泄露的，其间隙值通常在0.01?0.02毫米之间。这种密封结构为非接触型密封，结构形式简单，主要依靠制造与安装精度来保证，导致内泄露较大，可靠性差，而且针对很小的油封压差还需设计复杂的辅助系统。因此一旦在制造过程中出现误差或者磨损导致间隙与偏心率过大都会产生过大的泄漏量，使转叶油缸容积效率低，并且由于温度的变化容易使叶片发生绞死现象。
[0004]橡胶密封式依赖橡胶自身具有的弹性以及橡胶在液压油作用下会发生形变的机理来进行密封的，而且随压力增大橡胶将在物体表面贴的更紧。这种密封形式装配工艺比较复杂，对密封槽及表面加工质量要求高，否则橡胶会因过大的摩擦力而磨损坏，且一旦磨损后补偿性差。特别是采用橡胶的自封压紧密封件在转叶油缸工作中会产生较大的变形，导致其静摩擦阻力远大于动摩擦阻力，这会在舵机系统低压时出现爬行抖动及不易操作等问题。另外由于橡胶密封件经常置于油液中，避免不了自身存在的老化变硬现象，使其失去密封效果。因此如果能研制出具有耐磨耐压及较高机械强度的材料，则该类型密封会广泛的应用前景。
[0005]金属补偿密封是依靠金属密封条来实现密封，而其补偿在体现在磨损后可用背部的弹簧或者橡胶的弹性达到补偿的目的。这种密封形式安装比较方便，工作也较可靠，常用弹簧代替橡胶使其弹性补偿作用更有所保障。但该密封形式需要将密封条与叶片沟槽精细加工，二者的间隙要适当，不然会造成其他的泄露。另外由于安装容积及尺寸限制弹簧弹力，当转叶油缸的腔室压力大于5Mpa时，系统的密封性能变差。
[0006]塑料补偿密封是采用聚四氟乙烯等密封条替换金属密封条来作填充，并在其背部安装橡胶使其被压在密封表面上，这样可以提高耐磨性及密封性能。谢良喜，孔建益等针对转叶式舵机叶片密封性能差的问题，提出了一种橡胶与聚四氟乙烯组合密封方案，即在定子内壁与转子叶片之间再加上聚四氟乙烯，而不直接让橡胶接触定子内壁，并将组合密封条做成C形门柱状内嵌至叶片里。这种组合密封充分利用了聚四氟乙烯润滑性好、不黏着金属以及摩擦系数低等材料特性，弥补了单独使用橡胶密封造成的摩擦力大以及低速爬行的不足。但橡胶长期使用后会致使其弹性失效，不足以提供足够的动力使聚四氟乙烯压紧密封表面。
[0007]中国专利公开号为:CN201517613U，授权公告日为:2010年6月30日的实用新型专利公开了一种转叶式舵机密封装置，包括压紧弹簧和密封件，所述压紧弹簧的一端顶在舵机转子的密封槽底部，另一端顶在密封件的背面上，密封件的正面贴紧舵机箱体的住密封面，所述密封槽的内壁上设置有压力油孔，压力油孔的另一端通向舵机转子的两侧壁并分别经单向阀与舵机转子两侧的压力腔室相连通。其优点是:实现了主密封面和其他密封面的预载荷密封和压力载荷密封。
【发明内容】
[0008]本实用新型的目的是针对现有转叶式舵机密封装置密封效果欠佳，提供一种结构简单，整体密封效果好的翻边式转叶舵机密封装置。
[0009]本实用新型的目的是这样实现的:包括定子、设置在定子下端的密封槽和转子轴，其特征在于:在所述密封槽中设置有组合式密封件，所述组合式密封件包括与转子轴主密封面接触的聚四氟乙烯层、设置在聚四氟乙烯层上的弹性橡胶、设置在弹性橡胶中间位置的圆形孔槽中的橡胶气囊和具有Y型油孔的聚四氟乙烯垫片，所述具有Y型油孔的聚四氟乙烯垫片设置弹性橡胶的上方并同时与弹性橡胶和橡胶气囊接触，所述密封槽的内壁设置有压力油孔，且所述Y型油孔的一端与具有Y型油孔的聚四氟乙烯垫片、弹性橡胶和橡胶气囊三者所形成的空隙相通，Y型油孔的另一端与压力油孔的一端相通，所述压力油孔的另一端分成两个通道分别通向定子的两侧并分别经梭阀与定子两侧的压力腔室相连通。
[0010]本实用新型还包括这样一些结构特征:
[0011]1.所述具有Y型油孔的聚四氟乙烯垫片与橡胶气囊接触的端部设置有圆弧状凸愣。
[0012]2.所述弹性橡胶中间位置的圆形孔槽的槽顶边均设置有倒角。
[0013]与现有技术相比，本实用新型的有益效果是:本实用新型密封件是聚四氟乙烯、弹性橡胶和橡胶气囊一体化密封，不仅使组合密封件的主密封面与转子轴有一定的初始预压力，而且由于弹性气囊的作用使得组合密封件与密封槽各壁均有初始预压力，可进一步提高密封性能。本实用新型在系统低压时，橡胶气囊的作用力起密封的主导作用，当压力高时，橡胶气囊不足以密封时，则通过油压与橡胶气囊的一起作用，使密封效果随系统油压的增大而进一步的提高，其中油压是由定子上安装的梭阀来提供的。本实用新型与中国专利公开号为CN201517613U公开的转叶式舵机以弹簧来提供主密封面初始预载荷的密封装置相比，橡胶气囊具有同时提供主密封面和各个侧壁的初始预载荷，使静密封效果得到显著提升，且其结构相对简单、制作成本低。
【附图说明】
[0014]图1是本实用新型的整体结构示意图。
【具体实施方式】
[0015]下面结合附图与【具体实施方式】对本实用新型作进一步详细描述。
[0016]参见附图1，本实用新型提供一种翻边式转叶舵机密封装置，包括聚四氟乙烯橡胶密封条、橡胶气囊、聚四氟乙烯垫片、压力油孔和梭阀，其中所述橡胶气囊被聚四氟乙烯橡胶密封条局部包裹与聚四氟乙烯垫片形成一个密封整体，对各密封面都有初始预载荷，不仅实现了密封件与主密封面的密封，而且还实现了密封件与密封槽内壁之间的密封。密封槽的内壁上设置有压力油孔，压力油孔的另一端通向舵机定子的两侧壁，并分别经梭阀与舵机定子两侧的压力腔室相连通。静密封与动密封相结合增加翻边式转叶舵机的密封性能，极大地减少转叶式液压舵机内部的油液泄露，保证船舶在海上的安全航行。
[0017]本实用新型的一种转叶式舵机密封装置，其中带有Y型油孔12的聚四氟乙烯垫片11、橡胶气囊6、弹性橡胶5以及包裹在弹性橡胶外围的聚四氟乙烯层10形成组合式密封，组合式密封件的正面贴紧转子轴的主密封面8，密封槽4的内壁上设置有压力油孔3，压力油孔3的另一端通向舵机定子I的两侧壁并分别经梭阀2与舵机定子I两侧的压力腔室相连通。
[0018]本实用新型所述的一种密封件也可以说是一种断面为正四边形的密封条，且在密封条的内部开有圆形孔槽，也即弹性橡胶5的中间位置设置有圆形孔槽，橡胶气囊6被卡在圆形孔槽内，橡胶气囊6与弹性橡胶5紧密贴合，为了让密封件更加均匀受力，在所述圆形孔槽的槽顶边上均设置有倒角9，带有凸楞的且内部设置有Y型压力油孔12的聚四氟乙烯垫片11使其凸楞顶在橡胶气囊6上。舵机定子I的密封槽4上设置有压力油孔3，压力油孔3中的压力油进入密封槽4内通过聚四氟乙烯垫片Y型油孔后，对橡胶气囊6的背面施加压力载荷，使组合密封件与转子轴7的接触应力大于密封压力，从而实现了主密封面8的动态密封。在对主密封面作用的同时，由于本实用新型的特殊结构能够同时对密封槽4的侧壁施力，进而提高了密封槽4两侧壁的动态密封效果。在静止状态时，即在压力油孔3没有供给压力油时，橡胶气囊6可以向密封件全方位施力，所以在静止状态组合密封件依然对密封槽4的两侧壁施加预载荷，使密封槽4的两侧壁不容易产生泄露现象，有效地提高了组合密封件对各密封面的静态密封效果。
[0019]所述的橡胶气囊6具有很好的耐压性和弹性。由于转叶式舵机工作是作双向旋转运动，分别设置在舵机定子I两侧的两个梭阀2构成了一个逻辑阀组，使得舵机向任意一个方向运动时，高压腔的压力载荷均会通过一个梭阀2可靠的施加在密封件上。
[0020]一种转叶式舵机密封装置，包括橡胶气囊和密封件，所述橡胶气囊被局部包裹在聚四氟乙烯橡胶密封条内与带有Y型油孔的聚四氟乙烯垫片形成一个密封整体，密封件的正面贴紧转子轴的主密封面，密封槽的底端设置有压力油孔，压力油孔的另一端通向舵机定子的两侧壁并分别经梭阀与舵机定子两侧的压力腔室相连通。
[0021]所述密封件是断面为正四边形且在正四边形的内部开有圆形孔槽的密封条，具体的说是圆形孔槽设置在弹性橡胶5上，橡胶气囊被卡在圆形孔槽内。
[0022]所述带有Y型油孔的聚四氟乙烯垫片带有圆弧状凸楞，圆弧状凸楞直接顶在橡胶气囊上。
[0023]所述橡胶气囊外壁紧贴在弹性橡胶5内部圆形孔槽内壁上。
[0024]所述圆形孔槽两侧壁的槽顶边上均设置有倒角9。
[0025]所述聚四氟乙烯橡胶密封条是在弹性橡胶6外部包裹一层聚四氟乙烯层10。
【主权项】
1.翻边式转叶舵机密封装置，包括定子、设置在定子下端的密封槽和转子轴，其特征在于:在所述密封槽中设置有组合式密封件，所述组合式密封件包括与转子轴主密封面接触的聚四氟乙烯层、设置在聚四氟乙烯层上的弹性橡胶、设置在弹性橡胶中间位置的圆形孔槽中的橡胶气囊和具有Y型油孔的聚四氟乙烯垫片，所述具有Y型油孔的聚四氟乙烯垫片设置弹性橡胶的上方并同时与弹性橡胶和橡胶气囊接触，所述密封槽的内壁设置有压力油孔，且所述Y型油孔的一端与具有Y型油孔的聚四氟乙烯垫片、弹性橡胶和橡胶气囊三者所形成的空隙相通，Y型油孔的另一端与压力油孔的一端相通，所述压力油孔的另一端分成两个通道分别通向定子的两侧并分别经梭阀与定子两侧的压力腔室相连通。2.根据权利要求1所述的翻边式转叶舵机密封装置，其特征在于:所述具有Y型油孔的聚四氟乙烯垫片与橡胶气囊接触的端部设置有圆弧状凸楞。3.根据权利要求1或2所述的翻边式转叶舵机密封装置，其特征在于:所述弹性橡胶中间位置的圆形孔槽的槽顶边均设置有倒角。
【专利摘要】本实用新型提供一种翻边式转叶舵机密封装置，包括聚四氟乙烯橡胶密封条、橡胶气囊、聚四氟乙烯垫片、压力油孔和梭阀，其中所述橡胶气囊被聚四氟乙烯橡胶密封条局部包裹与聚四氟乙烯垫片形成一个密封整体，对各密封面都有初始预载荷，不仅实现了密封件与主密封面的密封，而且还实现了密封件与密封槽内壁之间的密封。密封槽的内壁上设置有压力油孔，压力油孔的另一端通向舵机定子的两侧壁，并分别经梭阀与舵机定子两侧的压力腔室相连通。静密封与动密封相结合增加翻边式转叶舵机的密封性能，极大地减少转叶式液压舵机内部的油液泄露，保证船舶在海上的安全航行。
【IPC分类】F16J15/46
【公开号】CN204878746
【申请号】CN201520564975
【发明人】梁利华, 任振飞, 史洪宇, 杜雪, 苑佳, 油兴田, 张永庆
【申请人】哈尔滨工程大学
【公开日】2015年12月16日
【申请日】2015年7月31日