专利名称：内燃机用油封的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种油封，具体涉及一种内燃机用油封。
背景技术：
油封(oil seal)是一般密封件的习惯称谓，简单的说就是润滑油 的密封。顾名思义油封是用来封油(油是传动系统中最常见的液体 物质，也泛指一般的液体物质)的机械元件，它将传动部件中需要润 滑的部件与出力部件隔离，不至于让润滑油渗漏。
从油封的密封作用、特点、结构类型、工作状态和密封机理等可 以分成多种形式和不同叫法，但习惯上一般将旋转轴唇形密封圈叫油 封，现今社会，也有很多往复运动的唇形密封圏叫油封。静密封和动 密封(一般往复运动)用密封件叫密封件。
油封的密封是靠一挠性密封元件(皮革、橡胶、聚四氟乙烯、聚 三氟氯乙烯或聚酰亚胺等)与旋转轴之间的过盈配合形成的。它的密 封机理是油封唇部和轴之间的接触表面上同时并存干摩擦、边界润 滑和流体润滑三种情况，并不断交替产生。干摩擦产生磨损，流体润 滑产生泄漏，在边界润滑下，油封唇部与轴的界面之间形成一层稳定 的流体动压油膜，油膜厚度约0.0025mm;这层油膜除用作润滑之 外，还起密封作用。油膜太厚，流体就会泄漏；油膜太薄，就不能形 成流体润滑膜，唇部就会磨损。因此，为了获得良好的密封性能和比 较长的工作寿命，就要求人们在结构设计、橡胶配方设计和安装使用 上都要为形成薄而稳定均匀的边界润滑油膜提供条件。
油封从1927年首先在德国制造出原型，现广泛应用于工程机械的 发动机、变速箱、驱动桥等部件中，如发动机的曲轴前后油封、变速 箱的前后输出轴，驱动桥的主减速器、轮边等处，其功用在于把油腔和外界隔离，对内封油，对外防尘。目前国内大量采用的油封结构型 式比较多，其基本结构包括橡胶密封部分(唇口 )、骨架/壳体和弹簧。 唇口的作用是在唇口处按压轴表面，起到密封流体的作用。材料
多采用牛皮、NBR、 HNBR、 ACM、 AEM、 FKM、 FPM、 VMQ、 SBR、 EPDM、毛毡、PTFE及PTFE+橡胶+毛趙组合等。骨架材料多采用碳 钢、不锈钢、铝、铜或塑料等；当油封固定在腔体内时，骨架起支撑 和保持外径配合力的作用。弹簧又名迫紧圈，可以提高唇口向轴的压 紧力，及维持此压紧力的作用；材料一般采用碳钢、不锈钢、塑料等。
油封按密封作用、特点、结构类型、工作状态和密封机理等可以 分成多种形式和不同叫法。油封按轴的旋转线速度高低分类，油封可 分为低速油封(小于6m/s)和高速油封(大于6m/s)。按油封所能承 受的压力高低分类，可分为常压型油封和耐压型(大于0.05Mpa)油 封。按油封的结构及密封原理分类，可分为标准型油封和动力回流型 油封。另外，4姿构成油封组件材质分类，又可分为有骨架型油封和无 骨架型油封；有弹簧型油封和无弹簧型油封。
但目前各种类型的油封均有些自身的不足，比如，对于唇口材料 来说，橡胶唇口弹性好，随动性好，但耐温性、耐候性、耐酸碱性差， 摩擦系数大，易高温老化，怕划伤；牛皮唇口较好，因材质限制，无 法大规模长期工业化；PTFE唇口耐温性、耐侯性、耐酸碱性好，摩 擦系数小，使用寿命长，但弹性差，随动性差，怕划伤。而且油封是 很精密的部件，如果安装轴的表面粗糙度过高，对唇口的摩擦也过大， 在安装的过程中也非常容易划伤唇口，造成泄漏。
对于腔体定位支架来说，定位孔和轴同心度较差，油封安在定位 孔中容易变形、倾斜，从而造成泄漏。
对于定位支架和要安装的箱体来说，两者之间通常采用石棉、石 墨、非石棉垫片进行密封，这样会有垫片内侧的毛屑进入流体，从而 污染流体，同时石棉、石墨也不环保。
发明内容
本发明的目的在于解决上述问题，提供一种定位支架与唇口结构 一体化，且采用复合唇的内燃机用油封。
为了实现本发明的目的，本发明的技术方案是
一种内燃机用油封，其包括油封唇部、与油封唇部的尾端固定连 接的定位支架，以及安装导套；所述油封唇部与轴表面相接触的唇口 复合有聚四氟乙烯层，形成复合唇，所述安装导套呈环状喇叭或带孔 的盖状，与所述唇口相过渡配合。
其中，所述唇口为斜楔形状。油封安装到轴后，唇口按压轴表面， 起到密封流体的作用。
所述油封唇部为单唇形或多唇形。
当油封唇部为单唇形时，油封唇部即为主唇，主要包括唇口，唇 口具有双向倾角A、 B,主唇腰部具有倾角C并具有变化的厚度L及R 值。可为本领域常采用的形状。
当油封唇部为多唇形时，也就是除主唇外，还包括一或多个副唇， 主唇和副唇分别与轴表面紧密相连，形成多道防护，所述副唇可用于 防止砂、尘对轴内润滑油的内侵。副唇可用的材料为橡胶或毛毡、工 程塑料、聚四氟乙烯贴片。
所述唇口可采用橡胶或塑胶材料。
所述内燃机用油封还包括一弹簧，设置于所述油封唇部的弹簧槽 内，以提高唇口向轴的压紧力和随动性。所述弹簧可采用碳钢、不锈 钢或塑料等材质。
所述复合唇表面还设有回油紋，可以让轴旋转时，内部流体在复 合唇外与大气压形成一种泵浦效应，将流体压回腔内。静止时，靠液 体膜厚的表面张力形成防漏。从而最大程度上减少干磨，增加油封使 用寿命。根据油封的工作形式的的不同，回油紋可以是单向、双向、 波浪、回旋或交叉等多种形式。
5所述定位支架上设有密封胶线，可以在定位支架和要安装的箱体 之间起到最有效的密封作用，所述定位支架一般根据箱体要求，可以 为任意形状，保证与装载密封流体的箱体相配合即可。所述定位支架 可釆用金属、塑料或两者结合材料。
所述安装导套采用金属、塑料或两者结合材料制成。
本发明的内燃机用油封具有以下优点
1. 由于现有定位支架的装配平面与腔体和机体的平行度不好， 造成油封唇口不能垂直于轴而有效工作，而且定位支架的装配孔位与 油封的腔体中心有偏差，也会造成油封与轴不同心，因此本发明采用 所述唇口结构与所述定位支架固定连接成一体，可降低机加工误差和 人工误差对装配的影响；
2. 所述由聚四氟乙烯(PTFE)贴唇的复合唇，既具有橡胶唇口 弹性好，随动性好的优点，又具有PTFE唇口耐温性、耐侯性、耐酸 碱性好，摩擦系数小，使用寿命长的优势，是最理想的唇口材料；
3. 如果轴的装配倒角不科学或有毛刺则会损坏唇口材料，直接 造成泄漏，因此，本发明设有安装导套，其起到引导油封向轴安装的 作用，完全可防止唇口被轴毛刺划伤；
4. 本发明用定位支架上的密封胶线代替通常的衬垫，克服了衬 垫断面会因冲压毛刺和长时间的工作流失而污染流体的不足；
5. 本发明的内燃机用油封广泛应用于各种定位支架与装载密封 流体的箱体分离的机械密封。
图1为本发明所述内燃机用油封主视结构示意图2为图1的A-O-A局部放大剖视结构示意图3为图2中主唇9的局部放大图4为本发明所述内燃机用油封与轴配合结构示意图。
图中
61 轴
4 密封胶线 7弹簧槽 10主唇口 13主唇腰部
A、 B双向倾角 L腰部厚度变化值
具体实施例方式
以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的保护范围。
图1为本发明所述内燃机用油封主视结构示意图；图2为图1的 A-O-A局部放大剖视结构示意图；如图1、 2所示，本发明的内燃机 用油封，其包括油封唇部5、与油封唇部5的尾端8固定连接的定位 支架3和安装支架2。
定位支架3还设有安装及定位孔15 (共6个)，其用于将油封安 装到装载密封流体的箱体外。
油封安装支架3还具有很多新的作用，比如定位支架内径直接与 轴过盈配合封住油，外径与油封唇口过盈配合进行工作，相当于将轴 加了一个衬套，防止因长时间工作而造成的唇口对轴的磨损；同时， 定位支架上还可具有一圈等分的格栅，用于传感器读数，电脑计算转 速等。
油封唇部5由主唇9和副唇14组成。主唇9和副唇14分别与轴表面 紧密相连，形成两道防护，副唇14用于防止砂、、尘等对轴内润滑油的 内侵。
主唇9由主唇口10、双向倾角A、 B、回油紋12、主唇腰部13倾角 C和腰部厚度变化值L及弹簧槽7组成，如图3所示。
双向倾角A、 B用于平衡内部流体与外界的压力对比，通过设计 达到内外平衡。
2安装导套 5 油封唇部 8 油佳于唇部尾端 11聚四氟乙烯层 14副唇
C 主唇腰部倾角
3定位支架
6弹簧
9 主唇
12回油紋
15安装及定位孔
R值腰部倾角C及腰部厚度变化值L和R值可控制主唇的弹性和压力， 主唇是密封弹性体，设计成对机械的振动和密封流体的压力变动的影 响下仍可保持稳定的密封作用，并起到保持主唇口与轴表面稳定接触 状态的作用。
与轴表面相接触的主唇口10复合有聚四氟乙烯层11，形成复合 唇。主唇口10为斜楔形状，由橡胶材料制成。复合唇既具有橡胶唇口 弹性好，随动性好的优点，又具有PTFE唇口耐温性、耐侯性、耐酸 碱性好，摩擦系数小，使用寿命长的优势，是最理想的唇口材料。油 封安装到轴后，复合唇按压轴表面，起到密封流体的作用。
弹簧槽7内安装有弹簧6，以提高唇口向轴的压紧力和随动性。弹 簧6采用碳钢、不锈钢或塑料等材质。
在复合唇表面设有回油紋12,即在聚四氟乙烯层ll的表面，回油 统根据不同的工作形式，可以采用现有的单向、双向、波浪、回旋或 交叉等多种形式。轴旋转时，内部流体在复合唇外与大气压形成一种 泵浦效应，将流体压回腔内。静止时，靠液体膜厚的表面张力形成防 漏。从而最大程度上减少干磨，增加油封使用寿命。
安装导套2呈带孔的盖状，盖边喇叭形，与由主唇口10贴合聚四 氟乙烯层ll的复合唇相过渡配合，安装时，短时间导向时成过盈配合。
定位支架3上设有密封胶线4，以起到更好的密封作用。定位支架 3才艮据箱体要求，可以为任意形状，保证与装载密封流体的箱体相配 合即可，由金属、塑料或二者合成材料制成，密封胶线4由橡胶制成。 定位支架起防止流体从油封外侧与腔体内侧的接触面泄漏及侵入的 作用。
由于现今需要密封的箱体经常有多个端面同时有轴工作，同时需 要端面密封，所以密封胶线4可根据装配需要，出现在一个或多个装 配面上，可以是一圈环闭的，也可以是一圏不环闭的，复合唇也可以 根据需要，同时出现在一个或多个轴工作面上。本发明的内燃机用油封，可以根据密封要求，轴和腔的工作方式 不同，调整结构，副唇、弹簧和回油紋可以省略，也可以进行任意组 合使用。
制备本发明的内燃机用油封时，定位支架3先采用 一套才莫具(沖 压或注塑)整体加工而成，再将加工好的定位支架3与油封唇部5和 密封胶线4采用 一套模具进行合成(密封胶线4在无法一次成型时可 采用二次成型)，再将弹簧6安装到弹簧槽7中，最后将另行加工好 的安装导套2与油封唇部5进行组合。
本发明的内燃机用油封在装配使用时，将带有安装导套2的油封 按照正确的安装方式，套装到轴l上，由于带有安装导套，能方便地 引导油封向轴安装，安装非常方便；安装到位后，再将安装导套从油 封中抽出，此时，油封的主唇口 IO和副唇14紧紧贴合在轴壁上，如 图4所示，整个安装过程完全可防止唇口被轴毛刺划伤。
虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施方案对本发明作了详 尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本 领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础 上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。
权利要求
1、一种内燃机用油封，其包括油封唇部、与油封唇部的尾端固定连接的定位支架，以及安装导套；所述油封唇部与轴表面相接触的唇口复合有聚四氟乙烯层，形成复合唇，所述安装导套呈喇叭环状或带孔的盖状，与所述唇口相过渡配合。
2、 如权利要求1所述内燃机用油封，其特征在于，所述油封唇 部为单唇形或多唇形。
3、 如权利要求2所述内燃机用油封，其特征在于，当油封唇部为 多唇形时，还包括一或多个副唇。
4、 如权利要求3所述内燃机用油封，其特征在于，所述副唇的材 料为橡胶、毛毡、工程塑料或聚四氟乙烯贴片。
5、 如权利要求1或2所述内燃机用油封，其特征在于，所述内燃 机用油封还包括一弹簧，设置于所述油封唇部的弹簧槽内。
6、 如权利要求l所述内燃机用油封，其特征在于，所述复合唇表 面上还设有回油紋。
7、 如权利要求6所述内燃机用油封，其特征在于，所述回油紋为 单向、双向、波浪、回旋或交叉的形式。
8、 如权利要求1或2所述内燃机用油封，其特征在于，所述定位 支架上设有密封胶线。
9、 如权利要求1所述内燃机用油封，其特征在于，所述唇口为 橡胶或塑胶材料。
全文摘要
本发明提供一种内燃机用油封，其包括油封唇部、与油封唇部的尾端固定连接的定位支架，以及安装导套；所述油封唇部与轴表面相接触的唇口复合有聚四氟乙烯层，形成复合唇，所述安装导套呈环状喇叭或带孔的盖状，与所述唇口相过渡配合。本发明的内燃机用油封采用油封唇部与定位支架固定连接成一体，可降低机加工误差和人工误差对装配的影响；选择由聚四氟乙烯贴唇的复合唇作为唇口材料，具有摩擦系数小，使用寿命长，耐极高低温，耐化学酸碱腐蚀，唇口弹性及随动性良好的优点；同时设有安装导套，其起到引导油封向轴安装的作用，完全可防止唇口被轴毛刺划伤；本发明的内燃机用油封广泛应用于各种定位支架与装载密封流体的箱体分离的机械密封。
文档编号F02F11/00GK101550888SQ20091008399
公开日2009年10月7日 申请日期2009年5月15日 优先权日2009年5月15日
发明者波 董 申请人:波 董