专利名称：轨道机车及车辆用油压减振器的密封装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及油压减振器的密封装置，特别是涉及轨道机车及车辆用油压减振器的密封装置。
背景技术：
目前的轨道车辆上，即铁路、城市轻轨、地铁的机车及车辆广泛采用液压或油压减振器，它主要有两种结构形式，一种为液流方向不变的油压减振器，另一种为液流方向交变的油压减振器。前者的总体结构示意图见图1，其中在底阀总成01上有进流阀，活塞02上有流通阀，二者均为允许液流自下向上流动的单向阀。在上部的导向密封装置03部位有形成阻力的阻尼阀或工作阀04，它使用的密封装置结构示意图见图2，它包括由聚四氟乙烯内圈和橡胶O型圈组成密封元件的斯特封0131、骨架油封0132组成活塞杆密封。由外缸螺母0133下面的被上、下金属片0134夹紧压缩的密封胶垫0135组成外缸密封。为避免减振器外的灰尘、污物入侵破坏密封效果，上部还设有防尘圈0136及波形橡胶防尘罩0137。但是，此种结构的总体密封效果并不好，其原因是①由于减振器的阻尼阀占据了导向盖上较大的外围空间，使密封装置只能存留于阀中间的窄小空间里，限制了结构的完善。②减振器采用传统的油封和一组斯特封，这些结构都没离开传统密封的模式把密封件固定在壳体上，和它相配合的活塞杆作轴向运动。结构、参数和材料选择合理、适当，可以保证减振器的静密封和短期使用的密封，使用时间长了就会出现油封被磨损而漏油。③减振器导向盖和外缸之间密封是靠旋紧外缸螺母压在两个金属片间的橡胶垫，使其外缘凸出实现的。扳紧力矩不足、橡胶垫塑性变形及外缸螺母松动都会破坏这里的密封。
由于这种液流方向不变的减振器有它的优点减振器进入工作后，它把振动体的动能转化为热能，使减振器及其油液温度升高，这种减振器的特点能把因工作而升温的油液轮换到散热条件较好的内、外缸之间的“夹壁墙”中去散热，有利于持续工作。其次，适当选择结构参数，可以使这种减振器的压缩、拉伸阻力相同或接近，几乎无需调整即可获得极好的阻力对称特性，其阻力不对称可达到小于5％，远小于标准规定的小于10％。第三，此种减振器的结构特点使其可于装配完成后在试验台上作运转中阻力调整，阻力测试不合格的，无需拆开减振器，节约调整、装配的工作量。因此，这种减振器的使用量仍然很大，针对其结构条件的密封装置之改进是个重要课题。
上述液流交变的减振器的总体结构示意图见图3，与图1中所示的结构比较，其底阀总成01和活塞02上的阀均为产生阻尼的双向阀，而在导向密封装置03一般不设置工作阀或阻尼阀。现有的此种减振器的密封装置结构见图4，它由位于油封盖0231内的油封0232紧套在活塞杆上构成内路密封，该油封0232被油封弹簧0233通过油封垫圈0234抵压形成对油封0232过盈挤压，由油封0232保证内路密封。由位于外缸0237和导向盖0238、油封盖0231外缘之间的O形圈0236形成外路油封。按说，采用这种密封装置的减振器应有较好的密封效果，但是实际效果并不理想，普遍反映漏油严重。分析原因是①其油封属于传统密封装置轨道车辆要求减振器使用期限长，例如铁路车辆要求运行80万KM，这时，油封固定，活塞杆频繁往复运动造成油封磨损而漏油。②其底阀总成上的压缩阀没有卸荷装置。这对于早年的单作用减振器(压缩阻力接近于0)还说得过去，铁道车辆提速后，用作双作用(拉伸阻力与压缩阻力相等)的减振器时，这种减振器工作时内压过高，造成减振器漏油，从而成为突出而致命的问题。
针对所述缺点，特别是拉伸阻力与压缩阻力接近相等的双作用减振器工作时内压过高，密封性能不好的问题，出现了被称为“随动”油封的密封装置，其结构示意图见图5，其特点是图4中内路油封上的油封0232结构改用如图5那样的带波状伸缩筒的波形油封0332，包括其上部的紧套于活塞杆表面的油封部03321，中部的波形部03322和下部油封承压部分03323。波形油封0332被包围在油封盖0331和导向盖0338内，波形油封0332的下部03323被油封盖通过油封压圈0333固定在导向盖0338上，保证油封和导向盖之间的静密封。油封箍圈0334使波状油封0332的油封部03321过盈地紧套在活塞杆表面。在导向盖0338的外缘处设0形圈0336，被外缸螺母0335经它下面的O形圈压圈03310挤压在外缸0339和导向盖0338之间，构成外路密封。在导向盖0338上部由油封盖螺母0337安装波形橡胶防尘罩0330。此种结构对图4密封装置的改进处实际上在内路密封方面，这是由于轨道车辆行驶在钢制轨道上，车辆振幅小，减振器90％的工作在振幅为3～5mm的状态下，只有车辆通过道岔等个别工况时有少量大振幅的振动。在小振幅情况下波状油封的03321部分随活塞杆一起运动，活塞杆相对减振器本体的运动由油封的波形部分03322实现，因而在90％的小振幅工作状态里，没有油封和活塞杆的相对运动，极大地减少了油封部的磨损，从而提高了密封的可靠性及工作时限。
但是，此种密封结构明显复杂，零件数量增加，如原来的一组螺纹配合增至3组，不仅增加加工3件螺纹零件的工作量，也增加装配工作量，增加螺纹配合处的密封胶使用量。再有，导向盖的结构形状复杂，用材增加，加工量大，以及零件厚薄差异大，在工艺处理，如热处理、调质时极易炸裂。
发明内容
本实用新型要解决的技术问题是提供一种轨道机车及车辆用油压减振器的密封装置，其结构简单，使用零件数少，零件形状适合于工艺要求，减少废品率，从而成本降低，适用于当前液流方向不变的和交变的两大类减振器，并能满足超长的使用期限内不漏油的要求。
本实用新型的技术方案是一种轨道机车及车辆用油压减振器的密封装置，包括设在导向盖1之上的紧套活塞杆3的波状油封2；容纳所述波状油封的油封盖6；位于所述波状油封2和所述油封盖6之间的油封箍圈5；外缸螺母7；以及作为外路油封的密封圈，其特征是所述波状油封的上部为油封部21，中部为曲折状的波形部22，下部为水平向外延伸的平面部23；所述油封部、波形部、平面部一体形成；所述油封箍圈5紧套所述油封部21的外周面；所述油封部21的内周面紧套所述活塞杆；所述油封盖6为平顶倒钟罩形，包括顶部61、柱部62、及平面部63，顶部61及柱部62形成的内腔放置所述油封部21及波形部22，所述内腔的上端容纳所述油封箍圈5，所述油封盖6的平面部63将所述波状油封2的平面部23压在所述导向盖1的上平面上，所述波状油封2和油封盖6的平面部23、63水平向外缘延伸到达减振器外缸4的内壁；和所述外缸的内壁螺纹接合的外缸螺母7的下平面抵压到所述油封盖的平面部63。
在本实用新型技术方案基础上的一个进一步的方案是在导向盖内设置阻尼阀10时，所述阻尼阀和活塞杆3之间设副油封11，在导向盖顶面和波状油封平面部23之间设油封垫片9。
本实用新型各技术方案其密封效果优良，结构相对简化，使用零件数减少，结构形状有利于工艺处理要求，从而成本降低。并且适用于液流方向不变和交变的两大类减振器，解决了当前轨道交通车辆减振器的需求和存在的问题。
图1是现有的液流方向不变的油压减振器的总体结构示意图。
图2是现有的液流方向不变的油压减振器密封装置的示意图。
图3是现有的液流方向交变的油压减振器的总体结构示意图。
图4是现有的液流方向交变的油压减振器密封装置的示意图。
图5是现有的液流方向交变的油压减振器改进的密封装置示意图。
图6是本实用新型减振器密封装置第一实施例的构成示意图。
图7是第一实施例中的和现有技术的导向盖结构之比较，(a)现有技术，(b)第一实施例。
图8是本实用新型减振器密封装置第二实施例的构成示意图。
图9是本实用新型减振器密封装置第三实施例的构成示意图。
具体实施方式
以下结合附图详细说明本实用新型各实施例。
图6是本实用新型减振器密封装置第一实施例的构成示意图，其中，1为导向盖，2为波状油封，3为活塞杆，4为减振器外缸，5为油封箍圈，6为油封盖，7为外缸螺母，8为防尘罩。本例的减振器是一种液流方向交变的减振器，其波状油封2由油封部21、波形部22、平面部23、及外路油封部24一体组成。所述油封部21位于上部，和活塞杆3的外周面紧套；所述波形部22由所述油封部21向下延伸，呈曲折状波形；所述平面部23从所述波形部22下端向外缘水平地延伸，到达外缸4的内壁；所述外路油封部24设置在所述平面部23下靠近外缘处。所述波状油封2由有弹性的橡胶类材料制成，为了增强密封效果，所述密封部21的内周面上开设一个或一个以上的环沟25。波形油封2容纳于一个平顶的倒钟罩形的油封盖6之内，盖6的顶部61限制波状油封2的最高位置，而柱部62内面和波状油封2的油封部21外周面之间设油封箍圈5，它紧箍油封部21，保证油封部21紧套活塞杆3的外周面，并补偿可能的油封部21的磨损。油封盖的平面部63和波状油封2的平面部23同样水平向外径方向延伸到达外缸内壁，并紧压所述波状油封2的平面部23，其压紧力来自位于油封盖6的柱部62和平面部63之外的外缸螺母7，外缸螺母7通过其外周上的螺纹和外缸4连接，此处的螺纹连接是本实施例密封装置中使用的唯一一处螺纹连接。为了加强对尘土入侵的防护，可以附加橡胶的防尘罩8，为了使防尘罩也有可能随活塞杆的振动伸缩，其形式可取波状的皮老虎式，其下端可挂扣在外缸螺母7的上端，这样做有利于让油封盖6使用冲压件，工艺上简单，成本也较低。
所述油封盖6和波状油封2的平面部63、23外缘均伸展到外缸内壁位置，为了简化结构及节约轴向空间，外路油封的O形或方形的密封圈在本例中和波形油封平面部23一体形成于外缘处下方，相应地，导向盖在该位置留出空间来容纳它，此空间设置得应保证可挤压密封圈以紧贴外缸内壁，达到外路密封的目的。
本例密封装置结构中的导向盖基本上是个平板状，形状简单，和现有技术中的导向盖之比较见于图7(a)、(b)，完全无需担心工艺处理时可能产生的应力集中、炸裂问题，并且可以采用诸如球墨铸铁、可锻铸铁等便宜的材料。
本例的密封装置保留了随动密封原则，密封性良好。在设计中确保油封盖6内的深度不大于波状油封2平面部23以上部分的轴向高度，即自由高度，使波状油封2静态时处于自由状态或轻度受压状态，则将不存在波状油封2的平面部23在内缘处被活塞杆运动牵动而向上翘曲变形，损坏橡胶油封件，另外，导向盖提供平面供波状油封2的平面部23座落其上，使活塞杆下移时波状油封2的平面部23内缘不产生向下翘曲变形。如此，本方案能确保密封且长效，满足工作寿命长的要求。
还有，波状油封2平面部23延伸到外缸处，提供较大的固定面，使其工作稳定。进一步，本方案结构紧凑，包括将O形密封圈和波状油封2一体形成的特征，使零件数少，节约空间，成本降低。
图8说明本实用新型减振器密封装置第二实施例的构成示意图，和第一实施例相同的部分将给予相同的标记。本例是一个应用于液流方向不变的油压减振器的密封装置，此种减振器的特点是活塞杆较粗，导向盖中有阻尼阀10，占用相当空间，所以供密封装置使用的空间较小。
由图8可见，和图6的第一例比较，除保留了随动油封相关特征外，有如下特点①由于轴向位置狭小，油封盖6外的外缸螺母7彻底简化为一个圆饼状，在第一例中挂接在其上的防尘罩8将改挂到油封盖6上端。②在波状油封2的平面部23和导向盖1之间设油封垫片9，以避免导向盖上平面上因为有阻尼阀的开口而导致波状油封2的平面部23下陷损坏。最好此垫片9的内缘上翘，在确保托住波状油封2的平面部23内缘同时使波状油封2的内腔和下面的回油孔沟通畅。③作为外路密封的外路油封部24形成在平面部23的上面，这就是说，外路油封部24在平面部23的上面。④液流方向不变的油压减振器的调整是在装配以后于试验台上进行的，此时的内缸，即工作缸，内油压高，而位于其上面的密封装置还未装上，为加强调整时防喷油的作用，在导向盖1的中心部位，即阻尼阀10以内位置设副油封11，所述副油封的结构，例如可以是现在液流方向不变的油压减振器中使用的小型骨架油封，是常规技术，不再给出详述。
由于副油封的设置及其所在空间的狭窄，为了不使副油封占据或局部阻挡了处在该位置的回油孔，本例有了一个变形方案，作为第三实施例示于图9，本第三例其它与第二例相同，只在导向盖1内侧回油孔口位置加设槽12，以避免回油孔口被堵或受阻，加强波状油封2的内腔和下面的回油孔沟通畅，和油封垫片9的内缘上翘的效果一样。
以上所有各实施例仅为了说明而不是限制本实用新型，例如，外路油封部24和波状油封2一体形成，虽有已叙述过的优点，但并非只能如此，另设一个外路密封圈是可以的。又如防尘罩8，有其功用，但也非此就不能达到本实用新型要解决的技术问题等等，不需一一赘述。
权利要求1.一种轨道机车及车辆用油压减振器的密封装置，包括设在导向盖(1)之上的紧套活塞杆(3)的波状油封(2)；容纳所述波状油封的油封盖(6)；位于所述波状油封(2)和所述油封盖(6)之间的油封箍圈(5)；外缸螺母(7)；以及作为外路油封的密封圈，其特征是所述波状油封的上部为油封部(21)，中部为曲折状的波形部(22)，下部为水平向外延伸的平面部(23)；所述油封部、波形部、平面部一体形成；所述油封箍圈(5)紧套所述油封部(21)的外周面；所述油封部(21)的内周面紧套所述活塞杆；所述油封盖(6)为平顶倒钟罩形，包括顶部(61)、柱部(62)、及平面部(63)，顶部(61)及柱部(62)构成的内腔放置所述油封部(21)及波形部(22)，所述内腔的上端容纳所述油封箍圈(5)，所述油封盖(6)的平面部(63)将所述波状油封(2)的平面部(23)压在所述导向盖(1)的上平面上，所述波状油封(2)和油封盖(6)的平面部(23、63)水平向外缘延伸到达减振器外缸(4)的内壁；和所述外缸的内壁螺纹接合的外缸螺母(7)的下平面抵压到所述油封盖的平面部(63)。
2.根据权利要求1所述的密封装置，其特征是在导向盖(1)内设置有阻尼阀(10)，并在所述阻尼阀(10)和活塞杆(3)间的空间里设置副油封(11)；在所述导向盖(1)顶面和所述波状油封(2)的平面部(23)间设油封垫片(9)。
3.根据权利要求2所述的密封装置，其特征是所述外路油封的密封圈为O形或方形，一体形成于所述的波状油封(2)的平面部(23)外缘处平面上，由所述导向盖和油封盖共同挤压在外缸内壁上。
4.根据权利要求1所述的密封装置，其特征是所述外路油封的密封圈为O形或方形，一体形成于所述的波状油封(2)的平面部(23)外缘处平面上，由所述导向盖和油封盖共同挤压在外缸内壁上。
5.根据权利要求1-4中任一个所述的密封装置，其特征是所述油封盖(6)内腔深度小于或等于所述波状油封(2)从其平面部(23)上平面起算的高度。
6.根据权利要求2或3中任一个所述的密封装置，其特征是所述油封垫片(9)内缘翘曲。
7.根据权利要求2或3中任一个所述的密封装置，其特征是在导向盖(1)的回油孔口处设回油槽(12)，以沟通回油孔和波状油封(2)的内腔。
8.根据权利要求1-4中任一个所述的密封装置，其特征是所述所述波状油封(2)的油封部(21)内周面上设至少一个环形沟槽(25)。
9.根据权利要求1-4中任一个所述的密封装置，其特征是所述设置一个防尘罩(8)，其下端外套于所述外缸螺母(7)或油封盖(6)上。
专利摘要轨道车辆油压减振器的密封装置，是一种随动油封，包括导向盖(1)、波状油封(2)、油封盖(6)、外缸螺母(7)，所述波状油封的下部为一体的平面部(23)；所述油封盖为平顶倒钟罩形，其平面部(63)将所述波状油封(2)的平面部(23)压在所述导向盖(1)的上平面上，所述与外缸的内壁螺纹接合的外缸螺母(7)的下平面抵压到所述油封盖的平面部(63)。上述油封的平面部(23)还可以一体构成外路油封部(24)作外路油封。本密封装置适用于液流方向不变和交变的减振器。其结构较现有的装置简化，零件数少，成本降低，在超常工作期限内密封性能保持优良。
文档编号F16F9/36GK2893302SQ20062011238
公开日2007年4月25日 申请日期2006年4月4日 优先权日2006年4月4日
发明者吕再昌, 陈虎, 刘广彬 申请人:深圳市中车业成实业有限公司