一种一体式高压油气高速旋转密封的制作方法

本实用新型涉及旋转密封领域，具体涉及一种一体式高压油气高速旋转密封，主要应用于军用和民用越野车辆轮胎中央充放气系统，也可扩展到其它类似工况条件下应用。

背景技术：

轮胎中央充放气系统是越野车辆在各种苛刻、复杂路况条件下通行能力的重要保证：在遇到山地、沼泽、雪地、沙石等摩擦力不足的路况时，通过中央充放气系统，降低轮胎胎压，增大轮胎与地面的接触面积，使车辆顺利通过；在铺装路面上行驶时，通过中央充放气系统，提高轮胎胎压，减小轮胎与地面的接触面积，在保证车辆高速行驶的同时，降低燃油消耗。

由于轮胎和轴承间存在高速的相对转动，要实现越野车辆行进间充放气，轮毂和轴承间必须要有一个密闭的气室，且轮毂内安装有专用的润滑和冷却系统，结构十分紧凑，要同时满足气密和油密的要求，这对油气封的结构设计提出了极高要求。

首先，油气封安装在轮毂内，会随着轮胎高速旋转，密封唇与轴承之间产生高速的相对摩擦，唇口的线速度高达10～15m/s。

其次，油气封一侧为气室，与轮胎相连通，因此气封唇口与轴承间不能有润滑油存在，否则润滑油会流入轮胎内部，对轮胎造成不可逆的破坏，只能在密封唇口涂少量的高温润滑脂，所以气封与轴承存在润滑不良的现象，随着行驶里程的增加，润滑脂不断损失，两者间甚至存在“干摩擦”的情况，气封唇口工作条件极端恶劣；油气封另一侧为轮毂润滑系统，存在大量的齿轮润滑油，油封唇口要实现润滑油的完全密封，防止其渗漏到气封唇口，进而进入气室和轮胎内部。

再次，目前装有中央充放气系统的均为大型重载车辆，轮胎规格尺寸较大，为了实现快速冲放气，系统整体压力较大，气封唇口的工作压力超过0.8Mpa。在高速旋转的同时，承受0.8Mpa以上的压力，对油气封的整体结构设计提出了极高的要求。

最后，车辆轮毂内部结构十分紧凑，随着轮胎的高速旋转，轮毂部位摩擦生热十分严重，造成油气封要长期在150℃的高温下工作，同时还要考虑车辆在极寒区域内工作，因此油气封要能够在-45℃～150℃的温域内保持良好的密封性能。

目前，类似的旋转式油气密封，多采用组合式结构：在一个壳体内部，依次装入气封、油封，有时为了保证密封效果，装入多道气封和油封，对装配过程要求较高，极易因装配问题造成油气封的泄漏，且成本较高，后期维护十分不便。

技术实现要素：

本实用新型的目的是提供一种一体式高压油气高速旋转密封,将油封唇口和气封唇口集成到一个密封件上，解决现有技术中旋转式油气密封时，需要装入多道气封和油封，密封效果不佳、成本较高等问题。

为了解决上述问题，本实用新型采用的技术方案是：

一种一体式高压油气高速旋转密封，包括橡胶基体和金属骨架，所述金属骨架包括环带形状的主体和设置在主体上端的内翻缘，所述环带主体与内翻缘一体成型，环带主体与内翻缘垂直；所述橡胶基体包覆在金属骨架外，橡胶基体包括在内翻缘上部的气封唇口和在内翻缘下部的油封唇口，气封唇口和油封唇口的开口端均为收敛状；所述油封唇口外设置弹簧槽，弹簧槽内设置预紧弹簧；所述橡胶基体还包括密封件外缘肩部，密封件外缘肩部设置在内翻缘的上部、气封唇口外圈位置，密封件外缘肩部5与气封唇口6之间构成一个环形的气压腔。

进一步的，所述橡胶基体的材料为丁腈橡胶、氢化丁腈橡胶、丙烯酸酯橡胶、氟橡胶、氟硅橡胶、氟醚橡胶的一种。

本实用新型的优点：

1.本实用新型采用一体式结构设计，将油封和气封集中在同一个密封件上，能同时密封高压气体和齿轮润滑油，无需像传统组合式油气封一样将多道密封唇装入同一壳体内，本实用新型安装简单方便，易于拆卸更换，避免了因安装工艺繁琐造成的漏油、漏气现象，系统的可靠性提高；

2.本实用新型的旋转密封可在-45℃～150℃内，保证良好的齿轮润滑油密封和1.5Mpa以内高压气体密封效果，旋转密封外缘肩部设计一个凸起，有效防止油、气从密封件与安装壳体间泄漏；旋转密封可以单一使用，为了达到更好的密封效果，也可以与自身或其它密封件组合使用。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图；

图中，图中，1-橡胶基体；2-金属骨架材料；3-预紧弹簧；4-油封唇口；5-密封件外缘肩部；6-气封唇口。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

参见图1所示的一种一体式高压油气高速旋转密封，包括橡胶基体1和金属骨架2，再本实施例中，橡胶基体1的材料为丁腈橡胶，金属骨架2经过表面处理后，通过热硫化工艺包裹在橡胶基体1内部，起到支撑和加强作用。

金属骨架2包括环带形状的主体和设置在主体上端的内翻缘，所述环带主体与内翻缘一体成型，环带主体与内翻缘垂直；橡胶基体1包括在内翻缘上部的气封唇口6和在内翻缘下部的油封唇口4，气封唇口6和油封唇口4的开口端均为收敛状，能够同时密封高压气体和齿轮润滑油；油封唇口4外设置弹簧槽，弹簧槽内设置预紧弹簧3；橡胶基体1还包括密封件外缘肩部5，密封件外缘肩部5设置在内翻缘的上部、气封唇口6外圈位置，密封件外缘肩部5有一个凸起，有效防止油、气从密封件与壳体间泄漏。

本实用新型的密封气封唇口6为无弹簧自紧式密封，在高压气体进入密封件外缘肩部5与气封唇口6之间的气压腔，气封唇口6向内抱紧轴承，实现密封；无高压气体压力时，气封唇口6向外张开，与轴承间的抱紧力减小，摩擦力随之减小，提高了传动效率，延长了密封件的使用寿命。油封唇口4外部设置有预紧弹簧3，增大唇口径向力，预紧弹簧3的中心与油封唇口4有一定距离，使得预紧弹簧3具有良好的“泵吸”效应，保证预紧弹簧3的密封效果。

本实用新型的高压油气旋转密封，经过-45℃～70℃的高低温循环冲击，以及四万公里的台架试验后，无论是润滑油一侧还是高压气体一侧，都能实现良好的密封效果，满足车辆整体设计要求。