专利名称：碳纤维增强聚四氟乙烯膜层包覆油封的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种密封件，具体地说，是涉及一种碳纤维增强聚四氟乙烯膜层包覆油封。
背景技术：
由于基础设施的改善和商业化机制的运行，汽车使用的工况条件和要求产生了很大的变化。为了满足汽车工业快速发展的要求，各密封件生产厂家都在千方百计地进行研究和开发性能卓著的新一代油封产品。但现在油封普遍存在的问题在于寿命比较短，一般营运距离在10万公里左右就出现了泄漏现象。
鉴于这种情况，许多密封专业研究人员不断反复从结构和原材料方面进行研究和试验，并提出了改善密封件性能、提高油封使用寿命的理论有以下几个方面1.提高橡胶材料耐磨性在胶料中加滑动性添加剂，如石墨、超细滑石粉、碳纤维、氟塑料、氟化金云母、氟蜡等来提高耐磨性，从而提高油封的密封效果和使用寿命；2.油封采用回油槽结构利用空气动力学和流体动力学的泵吸原理来保持密封效果；3.采用耐磨材料如氟化聚四氟乙烯或聚四氟乙烯包覆等。由于聚四氟乙烯或氟化聚四氟乙烯具有较好的耐磨性、耐高温性能及其对金属的摩擦系数小，且其耐干摩擦性能也好；4.采用对硫化后橡胶进行氟化处理方式减小胶料的摩擦系数等等。
针对上述理论，人们不断地进行试验，但考虑到工艺性能、工艺水平、生产设备能力及生产成本等因素，又因为聚四氟乙烯材料是目前摩擦系数最小最耐磨的固体材料，大家都又将试验集中在使用聚四氟乙烯材料上来。另一方面，也是由于美国在航空发动机上首先使用碳纤维增强聚四氟乙烯材料原因所致。于是，市场上便出现了以聚四氟乙烯唇片为主的各种油封。
但是，聚四氟乙烯采用PTFE材料，PTFE材料不同于橡胶材料，它的结构组织没有橡胶那么细密，它的弹性恢复能力也远不及橡胶材料，存在密封问题。
目前国内生产的聚四氟乙烯油封，未采用以原橡胶体为载体的包覆结构，因而失去了油封原有的基本形状、结构和性能。
发明内容
本实用新型的目的是针对上述问题，提供一种保持油封原有形状、跟随性能好、密封效果好的碳纤维增强聚四氟乙烯膜层包覆油封。
本实用新型的设计思路及工作原理是1、在继承聚四氟乙烯较好的耐磨性、耐酸、碱介质性能、耐高、低温性能及其对金属的摩擦系数小、且其耐干摩擦性能较好的优点基础上，又增加耐磨材料和提高其强度的一些材料，成为碳纤维增强聚四氟乙烯，使它能包覆使用在油封上；2、利用空气动力学和流体动力学的泵吸原理来保持密封效果，即采用回油槽结构；3、通过调整回油角度及唇后角来实现密封问题。
本实用新型的目的是这样实现的，包括骨架、橡胶体和密封唇，橡胶体设置于骨架上，密封唇的密封面上包覆碳纤维增强聚四氟乙烯膜层。
本实用新型，碳纤维增强聚四氟乙烯膜层的厚度为0.1～0.5mm。
本实用新型，密封唇的密封面上可以设置由单向旋转如左旋或右旋的回流纹构成的回油槽。
本实用新型，密封唇的密封面上可以设置回流纹结构为波浪形、尖角波浪形、螺旋形或八字形构成的回油槽。
本实用新型，单向旋转的回流纹的角度一般为18～28°。
本实用新型，唇后角的角度一般为18～30°。
本实用新型，单向旋转的回流纹的间隔一般为0.6～2.6mm。
本实用新型，结构为波浪形、尖角波浪形、螺旋形或八字形的回流纹的数量应不少于三条。
本实用新型，具有下列优点1、密封唇采用包覆聚四氟乙烯膜层，聚四氟乙烯的耐磨度是其它任何固体材料无法比拟的，只要橡胶体能够承受或保证的情况下，其使用寿命甚至超过主机寿命；2、聚四氟乙烯有较好的自润滑性能，即使出现干摩擦，它对钢体也不会有明显的损伤，特别是润滑液在刚启动时不能及时到位而出现干摩擦的场合更能显示其优越性；3、由于聚四氟乙烯摩擦系数为橡胶的1/4～1/5，其摩擦力减小，摩擦热低，从而降低工作环境温度，改善了使用条件，使橡胶体的使用寿命更长；4、采用膜层包覆结构，它既具有聚四氟乙烯的耐摩性，又有橡胶体的跟随性，从而使其跟随性能比单独采用聚四氟乙烯内圈好，提高了密封密封性能；5、碳纤维增强聚四氟乙烯膜层包覆结构油封，保持了原来油封结构形式，它可以象普通橡胶油封一样包装、保管和装配，不需要特殊的保护套，减少了浪费和环境污染。
本实用新型，采用这种结构后，也对碳纤维增强聚四氟乙烯材料的高挠曲模量进行了补偿，同时也减少碳纤维增强聚四氟乙烯在使用过程中热膨胀量和压缩蠕变值，又能改变油封与轴接触状态的变化。适用恶劣工况的各种密封。
下面实施例结合附图说明对本实用新型作进一步的说明。
图1是本实用新型的立体结构原理示意图；图2、图3是本实用新型的实施例1的结构原理图；图4、图5是本实用新型的实施例2的结构原理图；图6是本实用新型的实施例3的结构原理图；图7是本实用新型的实施例4的结构原理图；图8是本实用新型的实施例5的结构原理图；图9是本实用新型的实施例6的结构原理图。
图中，1、骨架，2、橡胶体，3、密封唇，4、密封面，5、碳纤维增强聚四氟乙烯膜层，6、回油槽，7、波浪形，8、尖角波浪形，9、螺旋形，10、八字形，γ、回流纹的角度，β、唇后角的角度，A、左向旋转，B、右向旋转。
具体实施方式
参照图1，本实用新型包括骨架1、橡胶体2和密封唇3，橡胶体2设置于骨架1上，密封唇3的密封面4上包覆碳纤维增强聚四氟乙烯膜层5；碳纤维增强聚四氟乙烯膜层5的厚度一般为0.1～0.5mm。
参照图2、图3，本实用新型的实施例1的密封唇3的密封面4上设置由左向旋转A的回流纹构成的回油槽6，回流纹的角度γ＝18～28°，唇后角的角度β＝18～30°。
参照图4、图5，本实用新型的实施例2的密封唇3的密封面4上设置由右向旋转A的回流纹构成的回油槽6，回流纹的角度γ＝18～28°，唇后角的角度β＝18～30°。
参照图6，本实用新型的实施例3的密封唇3的密封面4上设置回流纹结构为波浪形7构成的回油槽，唇后角的角度β＝18～30°。
参照图7，本实用新型的实施例4的密封唇3的密封面4上设置回流纹结构为尖角波浪形8构成的回油槽，唇后角的角度β＝18～30°。
参照图8，本实用新型的实施例5的密封唇3的密封面4上设置回流纹结构为螺旋形9构成的回油槽，唇后角的角度β＝18～30°。
参照图9，本实用新型的实施例6的密封唇3的密封面4上设置回流纹结构为八字形10构成的回油槽，唇后角的角度β＝18～30°。
单向旋转的回流纹的间隔一般为0.6～2.6mm。
本实用新型，结构为波浪形、尖角波浪形、螺旋形或八字形的回流纹的数量应不少于三条。
本实用新型的制造采用PTFE材料，增加耐磨材料和提高其强度的一些材料，制成碳纤维增强聚四氟乙烯，碳纤维增强聚四氟乙烯材料的基本性能是相对密度g/cm32.20～2.30拉伸强度Mpa ≥18断裂伸长度 ％ ≥250磨耗量变g≤0.006摩擦系数μ ≤0.18邵氏硬度D≤60高温性能℃ ≥260脆性温度℃ ≤～60然后，通过特殊的胶粘剂把碳纤维增强聚四氟乙烯膜层与橡胶体为主体的密封唇粘结成一体。
由于聚四氟乙烯对钢的摩擦系数为0.25～0.33，而橡胶对钢的摩擦系数为1.5以上，这样就使新结构唇部摩擦力大大减小，从而使摩擦热减少，使温度降低，改善了胶体的使用环境，进而提高了油封的使用寿命。
因此，本实用新型的使用寿命远远超过完全橡胶体密封唇的油封，它同时也适应于大批量生产，是目前提高油封密封性能、延长油封使用寿命的一种较好的产品。
权利要求1.一种碳纤维增强聚四氟乙烯膜层包覆油封，包括骨架(1)、橡胶体(2)和密封唇(3)，橡胶体(2)设置于骨架(1)上，其特征在于所述密封唇(3)的密封面(4)上包覆碳纤维增强聚四氟乙烯膜层(5)。
2.根据权利要求1所述的碳纤维增强聚四氟乙烯膜层包覆油封，其特征在于所述碳纤维增强聚四氟乙烯膜层(5)的厚度为0.1～0.5mm。
3.根据权利要求1或2所述的碳纤维增强聚四氟乙烯膜层包覆油封，其特征在于所述密封唇(3)的密封面(4)上设置由单向旋转的回流纹构成的回油槽(6)。
4.根据权利要求1或2所述的碳纤维增强聚四氟乙烯膜层包覆油封，其特征在于所述密封唇(3)的密封面(4)上设置回流纹结构为波浪形(7)、尖角波浪形(8)、螺旋形(9)或八字形(10)构成的回油槽。
5.根据权利要求3所述的碳纤维增强聚四氟乙烯膜层包覆油封，其特征在于所述回流纹的角度γ＝18～28°。
6.根据权利要求3所述的碳纤维增强聚四氟乙烯膜层包覆油封，其特征在于所述密封唇的唇后角β＝18～30°。
7.根据权利要求4所述的碳纤维增强聚四氟乙烯膜层包覆油封，其特征在于所述密封唇的唇后角β＝18～30°。
8.根据权利要求3所述的碳纤维增强聚四氟乙烯膜层包覆油封，其特征在于所述回流纹间隔为0.6～2.6mm。
9.根据权利要求4所述的碳纤维增强聚四氟乙烯膜层包覆油封，其特征在于所述回流纹数量至少三条。
专利摘要本实用新型涉及一种由橡胶材料作为载体的碳纤维增强聚四氟乙烯膜层包覆油封，它包括骨架、橡胶体和密封唇，橡胶体设置于骨架上，密封唇的密封面上包覆碳纤维增强聚四氟乙烯膜层。采用这样新型结构后，具有保持油封原有形状、跟随性能好、密封效果好的优点，也对碳纤维增强聚四氟乙烯材料的高挠曲模量进行了补偿，同时也减少碳纤维增强聚四氟乙烯在使用过程中热膨胀量和压缩蠕变值，又能改变油封与轴接触状态的变化。适用恶劣工况的各种密封。
文档编号F16J15/32GK2702129SQ200420047340
公开日2005年5月25日 申请日期2004年6月17日 优先权日2004年6月17日
发明者陈乙强 申请人:陈乙强