端面石墨密封装置及航空空气涡轮起动机的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及旋转轴密封装置领域，特别地，涉及一种端面石墨密封装置。此夕卜，本实用新型还涉及一种包含上述端面石墨密封装置的航空空气涡轮起动机。
【背景技术】
[0002]航空空气涡轮起动机的密封对其性能、可靠性、寿命和维护具有重大影响，由于密封问题而导致的故障和事故时有发生。随着航空空气涡轮起动机性能提高，涡轮转子转速加大，工作压力、工作温度升高，使得密封的工作条件日益恶劣，密封的有效性和可靠性变得越来越重要。
[0003]现有的航空空气涡轮起动机主轴承腔用旋转轴密封装置，是一种合成橡胶唇形密封装置，通常是由橡胶外壳、金属骨架、主密封唇、防尘副唇、紧箍弹簧组成。工作时壳体通过紧箍弹簧将作用力传到主密封唇与旋转轴之间，形成压力构成径向动密封，橡胶外壳与轴承腔表面的贴合用于辅助密封来实现其密封功能。密封腔外侧是大气，密封腔内是略低于周围大气压力的滑油-空气混合物，借助于腔外空气经主密封界面和辅助密封界面向腔内的少量泄漏，来防止腔内的滑油向外泄漏。
[0004]现有橡胶唇形密封装置通过紧箍弹簧将作用力传到主密封唇与旋转轴之间，形成压力构成圆周动密封，橡胶材料的主密封唇无法承受较高的工作线速度。主密封面是线接触，无法抑制滑油的零星泄漏，密封性能不够好。且在橡胶唇形密封装置发生持续磨损后，由于主密封唇的结构原因，当密封面磨损后，密封唇容易发生失效，密封性能变差，一般寿命不长。橡胶材料不能在高温下工作，主密封唇的橡胶材料与旋转轴之间的持续摩擦会进一步提高其工作温度，因此，橡胶唇形密封装置的工作温度较低。
【实用新型内容】
[0005]本实用新型提供了一种端面石墨密封装置及航空空气涡轮起动机，以解决现有的橡胶唇形密封装置存在无法承受较高的工作线速度、密封性不好、工作温度低及使用寿命短的技术问题。
[0006]本实用新型采用的技术方案如下:
[0007]根据本实用新型的一个方面，提供一种端面石墨密封装置，用于封严传动轴的轴承腔，端面石墨密封装置包括:
[0008]壳体，该壳体沿轴向的一端面设有用于安装石墨环的第一安装槽，石墨环过盈安装于第一安装槽内；
[0009]壳体沿轴向的另一端面设有用于安装压缩弹簧的多个安装孔，多个安装孔沿壳体的周向均匀布置，壳体的一侧经安装于安装孔的压缩弹簧抵顶轴承腔的轴承座挡板，传动轴上套设有与石墨环相对设置的密封跑道，密封跑道与传动轴联动连接；
[0010]石墨环经多个压缩弹簧施加于壳体的作用力压紧于密封跑道上且与密封跑道之间构成主密封界面。
[0011]进一步地，壳体的外周壁上设有用于安装密封圈的第二安装槽，壳体与轴承腔的轴承座之间经密封圈密封连接。
[0012]进一步地，第二安装槽的轴向宽度大于密封圈的外径，第二安装槽的径向高度小于密封圈的外径。
[0013]进一步地，壳体与轴承腔的轴承座挡板之间设有用于防止壳体周向转动的防转机构。
[0014]进一步地，防转机构包括位于壳体上设置安装孔的端面上的防转凸台，轴承座挡板上相应设有与防转凸台匹配以限制壳体周向转动的开口。
[0015]进一步地，多个安装孔在壳体上的径向位置相等，且壳体上两相对侧面上的安装孔、第一安装槽在壳体的径向上错位布置。
[0016]进一步地，安装孔的数量为八个，沿壳体的周向均匀布置。
[0017]进一步地，石墨环的沿轴向的横截面为台阶面。
[0018]根据本实用新型的另一方面，还提供一种航空空气涡轮起动机，该航空空气涡轮起动机的主轴承腔内设置上述的端面石墨密封装置。
[0019]本实用新型具有以下有益效果:
[0020]本实用新型端面石墨密封装置，通过在壳体沿轴向的一端面沿周向均匀布置多个安装孔，且经安装于安装孔内的压缩弹簧抵顶轴承腔的轴承座挡板，且壳体在设置安装孔的相对端面过盈镶装石墨环，以与壳体保持同步静止或者轴向移动;压缩弹簧经壳体作用至石墨环，使得石墨环与密封跑道之间构成主密封界面，由于压缩弹簧不直接作用在石墨环上，在保证密封效果的同时，不会对石墨环造成破坏，且压缩弹簧适用于温度高的环境，具有使用寿命长的优点，压缩弹簧的弹力能对石墨环向密封跑道方向移动起到补偿作用，保证端面石墨密封装置的密封效果。
[0021]除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本实用新型还有其它的目的、特征和优点。下面将参照附图，对本实用新型作进一步详细的说明。
【附图说明】
[0022]构成本申请的一部分的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中:
[0023]图1是本实用新型优选实施例端面石墨密封装置的整体结构示意图；
[0024]图2是图1沿A-A的剖面示意图；
[0025]图3是本实用新型优选实施例端面石墨密封装置的安装结构示意图。
[0026]附图标记说明:
[0027]1、壳体;11、第一安装槽;12、第二安装槽;13、安装孔;14、防转凸台；
[0028]2、石墨环；
[0029]3、压缩弹簧；
[0030]4、密封圈；
[0031]5、轴承座；
[0032]6、轴承座挡板；
[0033]7、密封跑道。
【具体实施方式】
[0034]需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。
[0035]本实用新型的优选实施例提供了一种端面石墨密封装置，用于封严传动轴的轴承腔，参照图1至图3，本实施例端面石墨密封装置包括:壳体I，该壳体I沿轴向的一端面设有用于安装石墨环2的第一安装槽11，石墨环2过盈安装于第一安装槽11内；壳体I沿轴向的另一端面设有用于安装压缩弹簧3的多个安装孔13，多个安装孔13沿壳体I的周向均匀布置，壳体I的一侧经安装于安装孔13的压缩弹簧3抵顶轴承腔的轴承座挡板6，传动轴上套设有与石墨环2相对设置的密封跑道7，密封跑道7与传动轴联动连接;石墨环2经多个压缩弹簧3施加于壳体I的作用力压紧于密封跑道7上且与密封跑道7之间构成主密封界面。
[0036]本实施例通过在壳体I沿轴向的一端面沿周向均匀布置多个安装孔13，且经安装于安装孔13内的压缩弹簧3抵顶轴承腔的轴承座挡板6，且壳体I在设置安装孔13的相对端面过盈镶装石墨环2，以使得石墨环2与壳体I保持同步静止或者轴向移动;压缩弹簧3经壳体I作用至石墨环2，使得石墨环2与密封跑道7之间构成主密封界面，由于压缩弹簧3不直接作用在石墨环2上，在保证密封效果的同时，不会对石墨环2造成破坏，且压缩弹簧3适用于温度高的环境，具有使用寿命长的优点，压缩弹簧3的弹力能对石墨环2向密封跑道7方向移动起到补偿作用，保证端面石墨密封装置的密封效果。
[0037]本实施例中，参照图1，安装孔13的数量为八个，沿壳体I的周向均匀布置。采用八个同样型号、规格及刚度系数的压缩弹簧3均