专利名称：用于轴杆往复运动的随动密封装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及工程和机械领域的密封装置，具体地说，涉及电机轴杆或其它运动体在工作箱体的垂直于电机轴杆的平面上作往复运动时实现工作箱体始终保持密封状态的随动密封装置。
背景技术：
电机工作时，电机轴杆进行旋转运动或前后往复运动。为了实现较高的密封要求，大多采用浮动密封、滑动定位角形接头随动密封和磁力随动密封等轴密封方式将轴杆与相邻部件密封为一体。对于磨粉机、打磨机、搅拌机、破碎机和切割机等设备，电机轴杆相对于工作箱体的一个平面进行直线往复运动时，为了避免粉尘与物料飞扬、控制噪音以及避免电机与粉尘或冷却液的接触，电机转轴前端往往被封闭在工作箱体中。因此，电机轴杆不仅自身进行旋转运动或沿轴杆轴向的前后运动，还要作相对于工作箱体的圆弧或扇形往复运动。而这一区域必须通过密封才能避免粉尘与物料飞扬、控制噪音、避免电机与粉尘或冷却液接触，保持工作环境的清洁和对设备的保护。当往复运动的区域相对于箱体来说足够小时，通过轴密封机构连接一块密封片就能解决轴杆往复运动区域的密封。当往复运动的区域相对于箱体来说足够大时，由于一块密封片在运动时受到边界限制，往往不能解决密封的问题。
发明内容
针对现有技术不能解决的电机轴杆相对于工作箱体作圆弧往复运动时工作箱体的密封问题，本发明提供了一种用于轴杆往复运动的随动密封装置，解决了轴杆运动区域相对箱体较大时，轴杆运动区域的密封问题。本发明的技术方案:用于轴杆往复运动的随动密封装置，包括固定槽和设置在固定槽内部的重叠放置的多层密封片；所述密封片为中心设有弧形开孔的半径为R的弧形金属密封片，所述多层密封片开孔区域的弧长由上至下依次增大；所述固定槽为由两片开口最大的密封片组成的盒子，所述固定槽的宽度不小于密封片的宽度，所述固定槽的厚度大于其他密封片的厚度之和；所述第一层密封片的弧形开孔半径等于轴杆半径r，开孔半角Q1等于2arcsin (r/2R)，所述第η层密封片的弧形开孔宽度为2r，开孔半角为θ n ;所述每层密封片由开始时的中心位置移动到下一层密封片边缘转动的圆心角为m，所述每层密封片的开孔与密封片上、下两端的距离均为d，所述每层密封片的弧形开孔与密封片左、右两端的距离对应的圆心角均为L，所述相邻密封片之间的搭接部分对应的圆心角不小于Θ’’ ；所述固定槽为由两片第η层密封片组成的盒子，所述Gn-Q1为轴杆的运动半角；上述参数之间存在如下关系:θ η- Θ J= (n-1) Xm (Eq.1), L=2m+ Θ ’ ’ (Eq.2)根据Eq.1和Eq.2得到，所述密封片的数量H1= [2 ( θ η- Θ J / (L1- Θ ’ ’)+1] +1 ;所述y=[x]为取整函数。优选的是，所述随动密封装置还包括直线往复运动密封装置，所述直线往复运动密封装置包括设于第一层密封片上的固定槽II和固定槽II内部的重叠放置的多层密封片II;所述密封片II为中心设有开孔II的长方形金属薄片，所述多层密封片II的开孔II的长度由上至下依次增大；所述固定槽为由两片开孔II最大的密封片II组成的盒子，所述固定槽II的宽度不小于密封片II的宽度，所述固定槽II的厚度大于其他密封片II的厚度之和；所述第一层密封片II的开孔半径Rm等于轴杆半径r，所述每层密封片由开始时的中心位置移动到下一层密封片边缘的距离为mn，所述第ηπ层密封片II的开孔宽度为2r，开孔长度Rnn=(nn-l)Xmn+r，所述每层密封片的开孔与密封片上、下两端的距离均为dm，所述每层密封片的开孔与密封片左、右两端的距离均为L11,所述相邻密封片之间的搭接长度不小于dII2，所述固定槽的开孔长度D11为多层密封片的运动半径；上述参数之间存在如下关系:Ln=2mn+dII2 (Eq.3), D11=Rlln= (nn-l) Xmn+r (Eq.4)根据Eq.3和Eq.4得到，所述密封片的数量nn=[2 (Dn~r) / (Ln_dII2)+1]+1 ;所述y=[x]为取整函数。优选的是，所述固定槽固定在工作箱体的开口部分以实现轴杆圆弧往复运动时工作箱体中的密封，所述固定方式为焊接或卯固；根据权利要求1所述的用于轴杆往复运动的随动密封装置，其特征在于:轴杆与第一层密封片之间的密封方式为轴密封。优选的是，所述固定槽固定在工作箱体的开口部分以实现轴杆运动时工作箱体中的密封，所述固定方式为焊接或卯固；所述固定槽II固定在第一层密封片I的开孔I处以实现轴杆直线往复运动时工作箱体中的密封，所述固定方式为焊接或卯固；轴杆与第一层密封片II之间的密封方式为轴密封。本发明的设计原理:1.圆弧往复运动区域的随动密封装置整个密封装置由一组带有开孔的弧形密封片组成。弧形密封片随电机轴杆的圆弧往复运动活动错位重叠，各层密封片可在一定区域随轴杆运动。根据电机轴杆圆弧往复运动区域和箱体可利用区域的大小，按一定规则设计密封片的数量和尺寸，在保证密封作用的同时，可获得整个密封装置总体的经济性。密封片可以是铁片或具有一定强度的其它材料。弧形密封片相互之间留有一定的搭接长度，保证粉尘不会从两个密封片接触处泄漏。弧形密封片圆弧方向的搭接长度所对应的圆心角为Θ"，各层弧形密封片无论如何运动，相邻弧形密封片之间都至少存在一定的搭接长度Θ "，从而保证相邻两片弧形密封片之间的有效密封。弧形密封片的圆弧边与固定槽之间搭接长度为d。多层密封片根据尺寸大小分为第一层密封片、第二层密封片、……第η层密封片。各层弧形密封片的弧形长度和开孔的弧形长度依次增大(图1)。最大(第η层)弧形密封片是不动的，作为密封装置的固定槽。固定槽是由两片第η层密封片构成的一个带有开口的盒子，其开口大小是轴杆圆弧往复运动区域的大小。其它弧形密封片置于固定槽内，以实现其在固定槽内随轴杆的弧形往复运动。固定槽的宽度大于密封片的宽度，固定槽的厚度略大于其他密封片厚度之和，以容纳弧形密封片且确保密封片的运动相对稳定为准。固定槽可采用焊接或卯固的方式固定在箱体上，属于箱体的一部分。第一层密封片的开孔半径为轴杆或运动体的半径r，轴杆与第一层密封片之间采用轴密封或其它密封方式。1.1圆弧往复运动区域的密封原理不同的弧形密封片有不同的弧形开孔，所对应的运动长度也不同。现在以3片弧形片的随动密封装置为例来解释运动原理。通过各个弧形密封片之间的相互移动，各个弧形密封片移动而留出的缝隙被其他密封片弥补，保证粉尘不能透过。密封片可依次重叠，交替重叠，也可以无序重叠，以获得良好的密封效果为准。密封片I处于第I层，密封片II处于第2层，密封片III处于第3层。运动时，密封片I在轴杆的运动作用下，转动至密封片II的开孔边缘；然后继续移动，在轴杆的拖动下，密封片I和密封片II 一同转动至密封片III的开孔边缘，轴杆移动达到运动边缘。往返运动时，密封片I先行向反方向转动，到达密封片II的开孔边缘；然后拖动密封片I和密封片II 一同转动，运动到密封片III的另一边缘，最终实现装置的随动性和密封性(图1)。1.2圆弧往复运动区域的密封机构设计圆弧运动中，最直观的便是弧线对应圆心角的变动。因此，通过计算轴杆每次移动后对应圆心角的角度的变化，来确定弧形密封片的各种参数。已知轴杆或运动体的半径为r，运动圆弧的半径为R (图2)，弧形密封片的弧形边的密封接触长度d，则弧形密封片宽度h ^ 2 (r+d)(图3)。同时，弧形密封片的圆弧方向端部边缘密封接触长度采 用圆心角Θ "来计量。设定最大开孔半角为θ n，半径为r的圆对应半径为R的圆的圆心角为Θ 1=2arcsin(r/2R)(图2)，则轴杆中心点的运动范围为2 ( θ η- Θ J。最小密封片的开孔半径为轴杆半径r,最大密封片的开孔半角为θ n。最大密封片(第η片)上的开孔角度2 θ η为轴杆的最大运动角度；最大密封片不参与运动，而是固定槽，用于容纳各层密封片，固定槽的翼缘部分对应圆心角L决定了密封片的数量η。假设运动开始时，弧形密封片都处于圆弧中心位置，密封片每次移动到下一层密封片边缘的转动的圆心角为m，当采用η片密封片覆盖密封时，η个密封片实现(η_1)次依次运动后，转动的圆心角为最大运动半角Qn-Q1，即:(n-1) Xm= Qn-Q1 (Eq.1.1)则可确定每片密封片每次运动的角度值为:m= (θη-θι)/ (n-1) (Eq.1.2)由此得到，当最大密封片(即固定槽)两侧的翼缘部分对应圆心角L满足L ^ 2m+ Θ "时，固定槽可满足容纳密封片的要求，固定槽的翼缘部分对应圆心角L为:L=2m+9" (Eq.1.3)结合式(Eq.1.2)、式(Eq.1.3)，则密封片数量η由下式确定:η=2( θ η- Θ ^/(L- Θ ' ' )+1 (Eq.1.4)由于片数只能取整，实际片数n'为:
η' =[η]+1=[2( θ η-Θ D/a-θ ’ ’)+l]+l (Eq.1.5)计算出n'后，将n'代替n，根据式(Eq.1.2)计算密封片每次移动角度m，再计算各密封片的尺寸。各个密封片的尺寸按下面方法计算。现在以4片密封片，第一层密封片的开孔半角为Θ i，且最大密封片(第η片)上的开孔最大半角为θ4为例来进行公式的推断。图2显示了轴杆经过三次运动后达到的位置；由图3可知，轴杆第一次运动的圆心角度为m=( θ 4- Θ D/3，运动了角度m ;由图4可知，轴杆第二次运动的圆心角度为m=( θ 4- θ 0/3，运动了 2m ；由图5可知，轴杆第三次运动的圆心角度为m=( θ 4- Θ D/3，运动了角度3m。每层密封片的具体参数(开孔半角和密封片弧长半角)如下:第一层密封片:开孔半角为Θ i，密封片弧长半角为2m+ θ 1+ Θ "；第二层密封片:开孔半角为Θ i+m，密封片弧长半角为3m+ θ 1+ Θ "；第三层密封片:开孔半角为Θ i+2!!!，密封片弧长半角度为4m+ θ 1+ Θ "；......
第 η 层密封片:开孔半角为 Θ 1+ (n-1) m= θ 1+ (η-1) ( θ η- Θ:) / (η-1) = θ n,密封片弧长半角 为(n+l)m+θ 1+ Θ " = Θ n+2m+ Θ "由最后第η片公式得知，以上参数公式，全部成立，满足条件。通过公式得知所有密封片的翼缘长度(未开孔长度)所对应的圆心角L为2m+ Θ "。因此通过增加密封片的数量减小每次的运动角度m，从而减小了密封片的翼缘长度和固定槽的尺寸。按该方法计算的结果满足2m+Θ " <L，L为固定槽的实际翼缘长度(图6)0最简单的机构是一层活动片，一个固定槽，此种情况是运动区域相对于箱体较小的情况。2.扇形往复运动区域的组合式随动密封装置2.1设计原理通过圆弧往复运动密封装置和直线往复运动密封装置的组合，实现在扇形区域的密封。将直线往复运动密封装置固定在圆弧往复运动装置的第一密封片I上，直线往复运动密封装置用于调节运动体在扇形运动区域的径向位置，在径向位置确定时，圆弧往复运动装置可进行圆弧方向运动调节，改变装置的弧向位置，从而实现运动体在扇形区域的运动。直线往复运动密封装置第一密封片II的开孔II的半径为轴杆或运动体半径r，轴杆或运动体与第一密封片II固定并密封。圆弧往复运动密封装置第一扇形密封片I的开孔I为直线往复运动装置的固定槽II，圆弧往复运动装置的第一扇形密封片I与直线往复运动装置的固定槽II固定并密封。该组合装置实现了轴杆或运动体在扇形区域内的运动。组合随动密封装置的运动轨迹和扇形运动区域参看图7，直线往复运动密封装置的密封片II的样式参看图8，圆弧往复运动密封装置密封片I的样式参看图9。不同的密封片有不同的开孔，所对应的运动长度也不同。调节运动半径时，由直线往复运动密封装置实现。进行圆弧运动，直线往复运动密封装置拖动开孔的扇形密封片I相互运动。扇形密封片I嵌合在孔槽中，摩擦力较小，也随之运动，最终实现装置的随动性和密封性。通过各个密封片之间相互移动，各个密封片移动而留出的缝隙被其他密封片弥补，保证粉尘不能透过。密封片可依次重叠，交替重叠，也可以无序重叠，以获得良好的密封效果为准。2.2直线往复运动密封装置轴杆或运动体相对于工作箱体作直线往复运动时，已知轴杆或运动体的半径为r，直线往复运动的尺寸为2Dn，各个密封片之间的搭接长度为dII2。各密封片的开孔与上、下端的距离为dm，为了保持密封，密封片宽度h彡2X (r+din)(图10)。第一层密封片II的开孔半径取Rm=r。最大的密封片I不参与运动，为固定槽，固定槽的开孔半径RIIn=Dn。固定槽的开孔半径D11决定了轴杆最终的运动半径，其它各个密封片II被置于固定槽II内。固定槽即最后一块密封片II (第η块)的尺寸受箱体尺寸的限制。对于各密封片II的数量和开孔的尺寸由以下公式确定:假设运动开始时，密封片II都处于中心位置(图10)。密封片II每次移动到下一层密封片II边缘的距离为mn，第一个密封片II向左运动mn距离后，左侧达到第二个密封片II开孔边缘，同时在左侧第一个密封片II端部与第二个密封片II端部对齐；在右侧，第一个密封片II端部与第二个密封片II端部有长度dII2的搭接。由此得到，当最后一级密封片II (固定槽)两侧的翼缘长度L11为2mn+dII2时，可满足密封片II相对运动且保持密封的要求。固定槽II为满足容纳密封片II的要求，固定槽II的翼缘长度L11应不小于2mII+dII2。要得到每个密封片II的所有参数，在已知杆轴半径r和密封片机构的运动半径D11时，还要知道密封片II的数量ηπ和`密封片II每次的运动距离mn。ηπ级密封片实现(ηπ-1)次运动，移动的距离是(nn-l)mn (图4)，则:Cn11-1) XmII+r=DII (Eq.2.1)贝Ij^11=(D11-1OZOi11-1) (Eq.2.2)若固定槽的翼缘长度为Ln，则有(图4):LII=2mII+dII2 (Eq.2.3)结合式(Eq.2.2)、式(Eq.2.3)，则密封片数量η由下公式确定:nn=2 (Di1-1")/ (L11-(I112)+1 (Eq.2.4)由于片数只能取整，实际片数ηπ'为:nII/ =[nn]+l=[2 (D11-1*)/ (L11-(I112)+1]+1 (Eq.2.5)由式(Eq.2.4 )可知，若开口半径D11越大，槽宽L11越小，需要的密封片11数量越多。当L11彡Dn+dII2时，一层活动片，一个固定槽就可以实现密封。计算出ηπ'后，将ηπ'代替ηπ，根据式(Eq.2.2)计算密封片II每次移动距离mn，再计算各密封片II的尺寸。通过以下公式就可获知密封片II的开孔半径和密封片半径:第一层密封片I1:开孔半径Rm=r,密封片半径Sm=r+2mn+dII2 ；第二层密封片I1:开孔半径RII2=r+mn,密封片半径SII2=r+3mn+dII2 ；
第三层密封片I1:开孔半径RII3=r+2mn,密封片半径SII3=r+4mn+dII2 ；......
第ηπ 层密封片 I1:开孔半径 RIIn=r+(Ii11-1)IHii=Dii,密封片半径SIIn=r+ (ηπ+1)ηιπ+(1π2=0π+2πιπ+(1112ο通过公式得知所有密封片II的翼缘长度L11 (未开孔长度)为2mn+dII2，与每次的移动距离Hi11有关。所以想减小固定槽II的尺寸，则可通过增加密封片II的数量来减小每次的移动距离mn，同时也就减小了密封片II的翼缘长度L11,减小了固定槽II的尺寸。按该方法计算的结果满足2mn+dII2 ( Llla, Llla为固定槽II的实际翼缘长度。2.3直线往复运动密封装置和弧形往复运动密封装置的结合直线往复运动密封装置放置在固定槽I内，通过焊接或卯固与圆弧往复运动装置的第一密封片I连接，达到组合运动的目的，具体样式参看图11。而圆弧往复运动装置也是放置在相应的固定槽I里，通过焊接或卯固与机器相连接。本发明的有益效果:(I)本发明提供了一种电机轴杆相对于工作箱体作圆弧和扇形区域内的往复运动时，满足工作箱体基本密封要求的装置；所述装置不但解决了工作过程中工作箱体中介质和噪音大量泄漏的问题，提高了设备的环保性能，改善了作业环境，而且结构简单，安装方便，成本低廉；(2)本发明通过设置在工作箱体开口处的固定槽内多层密封片的重叠和嵌固，实现了电机轴杆圆弧和扇形区域内往复运动中工作箱体的密封；(3)本发明可以根据箱体的尺寸和轴杆往复运动区域的大小进行设计，从而确定密封片的数量和具体尺寸，实现了节约材料和密封效果的双赢，达到了较好的经济效果；(4)本发明所述的随动密封装置最大限度利用了箱体的空间，在空间有限前提下，获得电机工作的作用区域；(5)本发明不仅适用于轴杆，也适用于一些需要实现运动时密封的装置上。
图1为本发明圆弧往复运动的随动密封装置中三层密封片分解样式图；图2为本发明圆弧往复运动的随动密封装置中轴杆的三次运动状态；图3为本发明圆弧往复运动的随动密封装置中轴杆拖动密封片I运动到密封片II开孔左侧边缘；图4为本发明圆弧往复运动的随动密封装置中轴杆拖动密封片II运动到密封片III开孔左侧边缘；图5为本发明圆弧往复运动的随动密封装置的最大密封片(固定槽)；图6为本发明圆弧往复运动的随动密封装置的安装区域与机器实际情况。图7为本发明扇形往复运动区域的组合式随动密封装置中运动体的运动轨迹和扇形运动区域；图8为本发明扇形往复运动区域的组合式随动密封装置中直线往复运动密封装置(三片)密封片II的结构示意图；图9为本发明扇形往复运动区域的组合式随动密封装置中圆弧往复运动密封装置(三片)密封片I的结构示意图；图10为本发明扇形往复运动区域的组合式随动密封装置中直线往复运动密封装置的密封原理分解图；图11为本发明中扇形往复运动区域的组合式随动密封装置叠加时的具体样式；其中:1.扇形运动区域，2.直线运动轨迹，3.圆弧运动轨迹，4.轴杆，5.第一层密封片,6.第二层密封片，7.第三层密封片。
具体实施例方式下面结合附图对本发明做进一步的说明。实施例1:用于轴杆往复运动的随动密封装置，包括固定槽和设置在固定槽内部的重叠放置的多层密封片；所述密封片为中心设有弧形开孔的半径为R的弧形金属密封片，所述多层密封片开孔区域的弧长由上至下依次增大；所述固定槽为由两片开口最大的密封片组成的盒子，所述固定槽的宽度不小于密封片的宽度，所述固定槽的厚度大于其他密封片的厚度之和。所述固定槽固定在工作箱体的开口部分以实现轴杆圆弧往复运动时工作箱体中的密封，所述固定方式为焊接或卯固。所述轴杆与第一层密封片之间的密封方式为轴密封。所述第一层密封片的弧形开孔半径等于轴杆半径！■，开孔半角G1等于2arCSin(r/2R)，所述第η层密封片的弧形开孔宽度为r，开孔半角为θ n ;所述每层密封片由开始时的中心位置移动到下一层密封片边缘转动的圆心角为m，所述每层密封片的开孔与密封片上、下两端的距离均为d，所述每层密封片的弧形开孔与密封片左、右两端的距离对应的圆心角均为L，所述相邻密封片之间的搭接部分对应的圆心角不小于Θ’’ ；所述固定槽为由两片第η层密封片组 成的盒子，所述Gn-Q1为轴杆的运动半角；上述参数之间存在如下关系:θ η- Θ ^(n-l) Xm (Eq.1), L=2m+ θ ' ' (Eq.2)根据Eq.1和Eq.2得到，所述密封片的数量H1= [2 ( θ η- Θ J / (L1- Θ ’ ’)+1] +1 ;所述y=[x]为取整函数。实施例2:用于轴杆往复运动的随动密封装置，包括圆弧往复运动密封装置和直线往复运动密封装置；所述圆弧往复运动密封装置包括设于工作箱体上的固定槽I和设置在固定槽I内部的重叠放置的多层密封片I ;所述密封片I为中心设有弧形开孔的半径为R的扇形金属密封片，所述多层密封片I开孔区域的弧长由上至下依次增大；所述固定槽I为由两片开口最大的密封片I组成的盒子，所述固定槽I的宽度不小于密封片I的宽度，所述固定槽I的厚度大于其他密封片I的厚度之和；所述直线往复运动密封装置包括设于第一层密封片I上的固定槽II和固定槽II内部的重叠放置的多层密封片II;所述密封片II为中心设有开孔II的长方形金属密封片，所述多层密封片II的开孔II的长度由上至下依次增大；所述固定槽为由两片开孔II最大的密封片II组成的盒子，所述固定槽II的宽度不小于密封片II的宽度，所述固定槽II的厚度大于其他密封片II的厚度之和。所述固定槽I固定在工作箱体的开口部分以实现轴杆运动时工作箱体中的密封，所述固定方式为焊接或卯固。所述固定槽II固定在第一层密封片I的开孔I处以实现轴杆直线往复运动时工作箱体中的密封，所述固定方式为焊接或卯固。所述轴杆与第一层密封片II之间的密封方式为轴密封。所述第一层密封片I的弧形开孔I的半径等于轴杆半径r，开孔半角Q1等于2arCSin(r/2R)，所述第η层密封片的弧形开孔宽度为r，开孔半角为θ n ;所述每层密封片由开始时的中心位置移动到下一层密封片边缘转动的圆心角为m，所述每层密封片I的开孔I与密封片I上、下两端的距离均为Cl1，所述每层密封片I的弧形开孔与密封片I左、右两端的距离对应的圆心角均为L1，所述相邻密封片I之间的搭接部分对应的圆心角不小于Θ’’ ；所述固定槽I为由两片第η层密封片I组成的盒子，所述Qn-Q1为轴杆的运动半角；上述参数之间存在如下关系:θ η- Θ J= (rij-1) Xm1 (Eq.5), LI=2mI+ θ ' ' (Eq.6)根据Eq.5和Eq.6得到，所述密封片的数量Ii1= [2 ( θ η- Θ ^ / (L1- Θ ’ ’)+1] +1 ;所述y=[x]为取整函数。所述第一层密封片II的开孔半径Rm等于轴杆半径r，所述每层密封片由开始时的中心位置移动到下一层密封片边缘的距离为mn，所述第η层密封片II的开孔宽度为2r，开孔长度RIIn=(nn-l) Xmn+r，所述每层密封片的开孔与密封片上、下两端的距离均为dm，所述每层密封片的开孔与密封片左、右两端的距离均为L11,所述相邻密封片之间的搭接长度不小于dII2，所述固定槽的开孔长度D11为多层密封片的运动半径；上述参数之间存在如下关系:
Ln=2mn+dII2 (Eq.3), D11=Rlln= (nn-l) Xmn+r (Eq.4)根据Eq.3和Eq.4得到，所述密封片的数量ηπ= [2 (Dn_r) / (Ln_dII2)+1]+1 ;所述y=[x]为取整函数。
权利要求
1.用于轴杆往复运动的随动密封装置，其特征在于:包括固定槽和设置在固定槽内部的重叠放置的多层密封片；所述密封片为中心设有弧形开孔的半径为R的弧形金属薄片，所述多层密封片开孔区域的弧长由上至下依次增大；所述固定槽为由两片开口最大的密封片组成的盒子，所述固定槽的宽度不小于密封片的宽度，所述固定槽的厚度大于其他密封片的厚度之和； 所述第一层密封片的弧形开孔半径等于轴杆半径r，开孔半角Θ i等于2arcsin (r/2R)，所述第η层密封片的弧形开孔宽度为2r，开孔半角为θ n ;所述每层密封片由开始时的中心位置移动到下一层密封片边缘转动的圆心角为m，所述每层密封片的开孔与密封片上、下两端的距离均为d，所述每层密封片的弧形开孔与密封片左、右两端的距离对应的圆心角均为L，所述相邻密封片之间的搭接部分对应的圆心角不小于Θ 所述固定槽为由两片第η层密封片组成的盒子，所述Gn-Q1为轴杆的运动半角；上述参数之间存在如下关系: θ η- Θ J= (n-1) Xm (Eq.1), L=2m+ Θ ’ ’ (Eq.2) 根据Eq.1和Eq.2得到，所述密封片的数量ni=[2( Qn-Q1Va1-θ’’)+1]+1 ;所述y=[x]为取整函数。
2.根据权利要求1所述的用于轴杆往复运动的随动密封装置，其特征在于:所述随动密封装置还包括直线往复运动密封装置，所述直线往复运动密封装置包括设于第一层密封片上的固定槽II和固定槽II内部的重叠放置的多层密封片II ;所述密封片II为中心设有开孔II的长方形金属薄片，所述多层密封片II的开孔II的长度由上至下依次增大；所述固定槽为由两片开孔II最大的密封片II组成的盒子，所述固定槽II的宽度大于密封片II的宽度，所述固定槽II的厚度不小于其他密封片II的厚度之和； 所述第一层密封片II的开孔半径Rm等于轴杆半径r，所述每层密封片由开始时的中心位置移动到下一 层密封片边缘的距离为mn，所述第ηπ层密封片II的开孔宽度为2ι■，开孔长度RIIn=(nn-l) Xmn+r，所述每层密封片的开孔与密封片上、下两端的距离均为dm，所述每层密封片的开孔与密封片左、右两端的距离均为L11,所述相邻密封片之间的搭接长度不小于dII2，所述固定槽的开孔长度D11为多层密封片的运动半径；上述参数之间存在如下关系:Ln=2mn+dII2 (Eq.3), D11=Rlln= (nn-l) Xmn+r (Eq.4) 根据Eq.3和Eq.4得到,所述密封片的数量nn=[2 (Dn_r) / (L11-(I112)+1]+1 ;所述y=[x]为取整函数。
3.根据权利要求1所述的用于轴杆往复运动的随动密封装置，其特征在于:所述固定槽固定在工作箱体的开口部分以实现轴杆圆弧往复运动时工作箱体中的密封，所述固定方式为焊接或卯固；根据 权利要求1所述的用于轴杆往复运动的随动密封装置，其特征在于:轴杆与第一层密封片之间的密封方式为轴密封。
4.根据权利要求2所述的用于轴杆往复运动的随动密封装置，其特征在于:所述固定槽固定在工作箱体的开口部分以实现轴杆运动时工作箱体中的密封，所述固定方式为焊接或卯固；所述固定槽II固定在第一层密封片I的开孔I处以实现轴杆直线往复运动时工作箱体中的密封，所述固定方式为焊接或卯固；轴杆与第一层密封片II之间的密封方式为轴密封。
全文摘要
用于轴杆往复运动的随动密封装置，包括固定槽和设置在固定槽内部的重叠放置的多层密封片；所述密封片为中心设有弧形开孔的半径为R的弧形金属密封片，所述多层密封片开孔区域的弧长由上至下依次增大；所述固定槽为由两片开口最大的密封片组成的盒子，所述固定槽的宽度不小于密封片的宽度，所述固定槽的厚度不小于其他密封片的厚度之和；本发明提供了一种电机轴杆相对于工作箱体作圆弧和扇形区域内的往复运动时，满足工作箱体基本密封要求的装置；所述装置解决了工作过程中箱体中介质和噪音大量泄漏的问题，提高了设备的环保性能，改善了作业环境，而且结构简单，安装方便，成本低廉；本发明也适用于一些需要实现运动时密封的装置上。
文档编号F16J15/16GK103185142SQ20131008113
公开日2013年7月3日 申请日期2013年3月14日 优先权日2013年3月14日
发明者范宏, 张鑫, 杨亚楠, 翟乃鑫 申请人:青岛理工大学