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CN102822576B - 转轴用轴封 - Google Patents

转轴用轴封 Download PDF

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CN102822576B
CN102822576B CN201080065777.6A CN201080065777A CN102822576B CN 102822576 B CN102822576 B CN 102822576B CN 201080065777 A CN201080065777 A CN 201080065777A CN 102822576 B CN102822576 B CN 102822576B
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Abstract

本发明公开了一种转轴用轴封。在将经弯曲壁部(5)弯曲成断面近似“J”字形且具有基本壁厚尺寸(T)的第一、第二密封部件(1、2)沿转轴轴心(L)向相反方向弯曲布置而构成的转轴用轴封中，在第一、第二密封部件(1、2)各自的弯由壁部(5)的相向面(6)上形成有带状的周向凹槽部(7)。在(装上)使用状态下，最顶端缘部(8)以接触压力的峰值且基本壁厚尺寸(T)的两倍以下的接触宽度尺寸(E)与转轴(9)的外周面(9a)接触。

Description

转轴用轴封
技术领域
本发明涉及一种转轴用轴封。
背景技术
到目前为止，将弯曲成断面近似“T”字形、具有均匀的壁厚尺寸的第一、第二密封部件沿转轴轴心朝着相反方向弯曲而构成的转轴用轴封(例如参看专利文献1)，作为压缩机等中所使用的转轴用轴封为众人所知。
近年末，伴随着高效率化和制造装置的大型化，所需要的就是高排量泵，随之也就要求将该泵所用的转轴用轴封用在高转速、低泄漏等严酷的使用环境中。而且，现有技术下的转轴用轴封的缺点是，转轴用轴封的径向载荷(将轴夹紧的力)过大，摩擦(滑动扭矩)大。另外的缺点是封入第一、第二密封部件之间的空室部内的润滑脂的流失量也多，第一、第二密封部件的磨损量大。
专利文献1：日本公开特许公报特开平7-317912号公报
发明内容
本发明所要解决的技术问题如下：针对高转速、低泄漏等严格的要求，因为转轴用轴封的径向载荷(将轴加紧的力)过大，所以密封部件的磨损量大，而且润滑脂的流失量也多。针对上述要求难以长期地维持稳定的密封性能。
于是，本发明所涉及的转轴用油封的具体情况如下：具有弯曲壁部的第一、第二密封部件沿转轴轴心朝着相反方向而设，在所述第一、第二密封部件各自的所述弯曲壁部的相向面上形成有带状的周向凹槽部。
在将经弯曲壁部弯曲成断面近似“J”字形且具有基本壁厚尺寸的第一、第二密封部件沿转轴轴心朝着相反方向弯曲布置而构成的转轴用轴封中，在所述第一、第二密封部件各自的所述弯曲壁部的相向面上形成有带状的周向凹槽部。
上述转轴用轴封构成为：所述第一、第二密封部件具有基本壁厚尺寸，在所述第一、第二密封部件各自的所述弯曲壁部的相向面上形成有带状的周向凹槽部。在使用状态下，最顶端缘部以接触压力的峰值且所述基本壁厚尺寸的两倍以下的接触宽度尺寸与转轴的外周面接触。
所述第一、第二密封部件具有基本壁厚尺寸，在所述第一、第二密封部件各自的所述弯曲壁部的相向面上形成有带状的周向凹槽部，第一、第二密封部件上的孔的直径尺寸设定为大尺寸，以便在初始使用状态下最顶端缘部以线接触与转轴的外周面接触。
在使用状态下，将润滑脂封入形成在所述第一、第二密封部件和转轴的外周面之间的中间空室部内。
该转轴用轴封包括夹住所述第一、第二密封部件的外壳和内壳，该转轴用轴封构成为：使该外壳和内壳的内探出部的内周端缘部的径向位置与所述第一、第二密封部件的周向凹槽部所在的薄壁部相对应。
该转轴用轴封包括夹住所述第一、第二密封部件的一对内壳。该转轴用轴封构成为：使该一对内壳的内探出部的内周端缘部的径向位置与所述第一、第二密封部件的周向凹槽部所在的薄壁部相对应。
根据本发明的转轴用轴封，能够减小第一、第二密封部件的(将轴夹紧的力)径向载荷，从而能够减少摩擦(滑动扭矩)。在高转速、低泄漏等严酷的使用环境下，也能够长期地维持稳定的密封性能，从而耐久性优良。而且，能够增加所封入的润滑脂量，并且还能够减少润滑脂的流失量，从而使第一、第二密封部件的磨损量进一步减少，寿命延长。
附图简单说明
图1是显示本发明第一实施方式的使用状态的主要部分的主视剖面图。
图2是主要部分的主视剖面图。
图3是说明图。
图4是显示第二实施方式的使用状态的主要部分的主视剖面图。
图5是显示第三实施方式的使用状态的主要部分的主视剖面图。
图6是主要部分的主视剖面图。
-符号说明-
1-第一密封部件；2-第二密封部件；3-外壳；4-内壳；5-弯曲壁部；6-相向面；7-周向凹槽部；8-最顶端缘部；9-转轴；9a-外周面；10-内探出部；11-内周端缘部；12-薄壁部；13-中间空室部内；14-孔；D-径向尺寸；E-接触宽度尺寸；G-润滑脂；L-转轴轴心；T-基本壁厚尺寸。
具体实施方式
图1到图3示出本发明的第一实施方式。该转轴用轴封是泵或压缩机等的转轴用轴封，用在工作油几乎不会靠近的密封位置等上，包括夹住第一、第二密封部件1、2的外壳3和内壳4。第一、第二密封部件1、2例如由PTFE等制成。外壳3和内壳4例如由钢板等金属或合成树脂制成，外壳3嵌入罩20上的孔部21。
将经弯曲壁部弯曲成断面近似“J”字形且具有基本壁厚尺寸的第一、第二密封部件沿转轴轴心朝着相反方向(逆向)弯曲而布置成成“八”字形。在第一、第二密封部件1、2各自的弯曲壁部5的相向面6上形成有带状的周向凹槽部7。
此外，密封部件1、2并不限于图3中虚线所示壁厚尺寸均匀的情况，壁厚尺寸不均匀也是可以的(图示省略)。在本发明中，基本壁厚尺寸T说的是与转轴9接触的区域(范围)的平均壁厚尺寸。
在使用状态下(也就是说，装上后且正在使用的状态下)，第一、第二密封部件1、2的最顶端缘部8的角部8a以接触压力的峰值Pmax且基本壁厚尺寸T的两倍以下的接触宽度尺寸E，与转轴9的外周面9a接触。也就是说，在使用状态下，基本壁厚尺寸T和接触宽度尺寸E设定为E≤2T。当E＞2T时，在使用状态下，接触压力的峰值就会扩大到最顶端缘部8以外的部分(比最顶端缘部8更靠近后述的中间空室部13一侧)，形成凹状磨损，产生泄漏。
转轴用轴封构成为：外壳3和内壳4的内探出部10的内周端缘部11的径向位置与第一、第二密封部件1、2的周向凹槽部7所在的薄壁部12相对应。第一、第二密封部件1、2中间夹着平板圆环状垫圈22而构成的三明治状的固定平板部被所述内探出部10、10保持为受压状态。所述内探出部10、10从与(后述的)中间空室部13相反的两侧夹住第一、第二密封部件1、2，将其断面形状维持为近似“J”字形。在使用状态下，润滑脂G封入形成在第一、第二密封部件1、2和转轴9的外周面9a之间的中间空室部13内。
如图3所示，周向凹槽部7的深度尺寸H和基本壁厚尺寸T之间具有0.15×T≤H≤0.50×T的关系，优选将其设定为0.20×T≤H≤0.40×T。在深度尺寸H在该范围内的情况下，能够将使用时从第一、第二密封部件1、2施加给转轴9的径向载荷设定为适当的值。也就是说，在深度尺寸H小于下限值的情况下，使用时就会施加较大的径向载荷。在深度尺寸H超过上限值的情况下，使用时径向载荷就过小而不能够适当地进行密封。
周向凹槽部7的宽度尺寸W和基本壁厚尺寸T之间具有1.0×T≤W≤5.0×T的关系。在宽度尺寸W在该范围内的情况下，能够将使用时从第一、第二密封部件1、2施加给转轴9的径向载荷设定为适当的值。也就是说，当W＜1.0×T时，使用时就会施加较大的径向载荷。当5.0×T＜W时，使用时径向载荷过小而不能够适当地进行密封。
图4示出第二实施方式。将第一、第二密封部件1、2上的孔14的直径尺寸D(参看图2)设定为大尺寸，以使在初始使用状态下(也就是说，刚刚装上且尚未产生磨损的状态下)，最顶端缘部8的角部8a以线接触状态与转轴9的外周面9a接触。其它结构与第一实施方式一样。
此外，在图1～图6中，示出的是密封部件1、2的断面近似“J”字形的情况，还能够根据要求使其断面为近似“L”字形(图示省略)。
接下来，在图5和图6所示的第三实施方式中，加上一根(或者多根)独立的同心槽30。也就是说，在第一、第二密封部件1、2与转轴9滑动接触的接触宽度尺寸E的范围内形成一根(或图示省略的两根以上)独立的同心槽30。这样形成同心槽30，能够有效地防止润滑脂G泄漏到外部。更进一步地讲，润滑脂浸入并被保持在该同心槽30内，也就防止了第一、第二密封部件1、2与转轴9的滑动接触部早期磨损。此外，图5和图6分别与上述图1和图2相对应，因为相同的符号表示相同的结构和作用，所以省略说明。
接下来，如图2、图4、图6等所示，内壳4的内探出部10的内周端面11A的径向位置设在第一密封部件1的周向凹槽部7的径向范围内，且外壳3的内探出部10的内周端面11A的径向位置设在第二密封部件2的周向凹槽部7的径向范围内。根据这样的结构，第一、第二密封部件1、2的(作为弯曲壁部5)开始弯曲的位置就正确地定下来了。
此外，(图示省略)在由一对内壳4、4夹住第一、第二密封部件1、2的情况下，使该一对内壳4、4的内探出部10的内周端缘部11的径向位置与所述第一、第二密封部件1、2的周向凹槽部7所在的簿壁部12相对应。
如上所述，在本发明中，将具有弯曲壁部5的第一、第二密封部件1、2沿转轴轴心L朝着相反方向弯曲布置，在所述第一、第二密封部件1、2各自的所述弯曲壁部5的相向面6上形成了带状的周向凹槽部7，所以能够减小第一、第二密封部件1、2的径向载荷(整体合计的将轴加紧的力)，从而能够减少摩擦(滑动扭矩)。而且，还能够改善耐久性。也就是说，在高转速、低泄漏等严格的条件下，也能够长期地维持稳定的密封性能。还能够增加所封入的润滑脂量。磨损状态优良。第一、第二密封部件1、2的磨损量小，润滑脂G的流失量少。
在将经弯曲壁部5弯曲成断面近似“J”字形且具有基本壁厚尺寸T的第一、第二密封部件1、2沿转轴轴心L朝着相反方向弯曲而构成的转轴用轴封中，在第一、第二密封部件1、2各自的弯由壁部5的相向面6上形成了带状的周向凹槽部7，所以能够减小第一、第二密封部件1、2的径向载荷(整体合计的将轴夹紧的力)，从而能够减少摩擦(滑动扭矩)。而且，还能够改善耐久性。也就是说，在高转速、低泄漏等严格的要求下，也能够长期地维持稳定的密封性能。还能够增加所封入的润滑脂量。磨损状态优良。第一、第二密封部件1、2的磨损量小，润滑脂G的流失量少。
所述第一、第二密封部件1、2具有基本壁厚尺寸T，在第一、第二密封部件1、2各自的弯由壁部5的相向面6上形成有带状的周向凹槽部7，在(装上)使用状态下，最顶端缘部8以接触压力的峰值且基本壁厚尺寸T的两倍以下的接触宽度尺寸E与转轴9的外周面9a接触，所以能够减小第一、第二密封部件1、2的径向载荷(整体合计的将轴夹紧的力)，从而能够减少摩擦(滑动扭矩)。而且，还能够改善耐久性。也就是说，在高转速、低泄漏等严格的要求下，也能够长期地维持稳定的密封性能。还能够增加所封入的润滑脂量。磨损状态优良。第一、第二密封部件1、2的磨损量小，润滑脂G的流失量少。
所述第一、第二密封部件1、2具有基本壁厚尺寸T，在第一、第二密封部件1、2各自的弯曲壁部5的相向面6上形成有带状的周向凹槽部7，将第一、第二密封部件1、2上的孔14的直径尺寸设定为大尺寸，以便在初始使用状态下最顶端缘部8以线接触状态与转轴9的外周面9a接触，所以最顶端缘部8是以接触压力的峰值与转轴9的外周面9a接触。而且，能够减小第一、第二密封部件1、2的径向载荷，从而减少摩擦(滑动扭矩)。还能够改善耐久性。也就是说，在高转速、低泄漏等严格的使用环境下，能够长期地维持稳定的密封性能。还能够增加封入的润滑脂量。而且，磨损状态优良。第一、第二密封部件1、2的磨损量小，润滑脂G的流失量少。
在使用状态下将润滑脂G封入形成在第一、第二密封部件1、2和转轴9的外周面9a之间的中间空室部13内，所以能够大幅度地改善耐久性。特别是，该中间空室部13内的容积由于周向凹槽部7、7的存在而增大，从而能够长期地利用润滑脂G进行润滑。
转轴用轴封包括夹住第一、第二密封部件1、2的外壳3和内壳4。使转轴用轴封构成为使外壳3和内壳4的内探出部10的内周端缘部11(内周端面11A)的径向位置与第一、第二密封部件1、2上的周向凹槽部7所在的薄壁部12相对应，所以第一、第二密封部件1、2开始弯曲的位置会正确地确定下来，第一、第二密封部件1、2上的弯曲壁部5、5的形状就正确，从而能够有效地防止两密封部件1、2在相互分开的方向上发生较大的变形而产生异常磨损，且能够将径向载荷的大小设定为适当的大小。
转轴用轴封包括夹住第一、第二密封部件1、2的一对内壳4、4。转轴用轴封构成为：使该内壳4、4的内探出部10的内周端缘部11的径向位置与所述第一、第二密封部件1、2上的周向凹槽部7所在的薄壁部12相对应，所以第一、第二密封部件1、2上的弯曲壁部5、5的形状就正确，从而能够有效地防止两密封部件1、2在相互分开的方向上发生较大的变形产生异常磨损，且能够将径向载荷的大小设定为适当的大小
-产业实用性-
本发明对转轴用轴封有用。

Claims (4)

1.一种转轴用轴封，其特征在于：具有弯曲壁部（5）的第一、第二密封部件（1、2）沿转轴轴心（L）朝着相反方向弯曲布置，在所述第一、第二密封部件（1、2）各自的所述弯曲壁部（5）的相向面（6）上形成有带状的周向凹槽部（7）；
在使用状态下，将润滑脂（G）封入形成在所述第一、第二密封部件（1、2）和转轴（9）的外周面（9a）之间的中间空室部（13）内；
进一步，该转轴用轴封包括夹住所述第一、第二密封部件（1、2）的内壳（4）和外壳（3），该转轴用轴封构成为：该内壳（4）和外壳（3）的内探出部（10）的内周端缘部（11）的内周端面（11A）的径向位置设于所述第一、第二密封部件（1、2）的周向凹槽部（7）的径向范围内，从所述中间空室部（13）的相反侧的两面，所述内探出部（10、10）的内周端缘部（11、11）保持所述第一、第二密封部件（1、2），
所述第一、第二密封部件（1、2）的固定平板部通过平板圆环状垫圈（22）被所述外壳（3）和所述内壳（4）的内探出部（10）保持为三明治状的受压状态，
所述第一、第二密封部件（1、2）具有基本壁厚尺寸（T），该基本壁厚尺寸（T）和所述周向凹槽部（7）的深度尺寸（H）之间具有0.15×T≤H≤0.50×T的关系。
2.一种转轴用轴封，其特征在于：在将经弯曲壁部（5）弯曲成断面近似“J”字形的第一、第二密封部件（1、2）沿转轴轴心（L）朝着相反方向弯曲布置而构成的转轴用轴封中，在所述第一、第二密封部件（1、2）各自的所述弯曲壁部（5）的相向面（6）上形成有带状的周向凹槽部（7）；
在使用状态下，将润滑脂（G）封入形成在所述第一、第二密封部件（1、2）和转轴（9）的外周面（9a）之间的中间空室部（13）内；
进一步，该转轴用轴封包括夹住所述第一、第二密封部件（1、2）的一对内壳（4、4），该转轴用轴封构成为：使该内壳（4、4）的内探出部（10）的内周端缘部（11）的内周端面（11A）的径向位置设于所述第一、第二密封部件（1、2）的周向凹槽部（7）的径向范围内，从所述中间空室部（13）的相反侧的两面，所述内探出部（10、10）的内周端缘部（11、11）保持所述第一、第二密封部件（1、2），
所述第一、第二密封部件（1、2）的固定平板部通过平板圆环状垫圈（22）被所述一对内壳（4、4）的内探出部（10）保持为三明治状的受压状态，
所述第一、第二密封部件（1、2）具有基本壁厚尺寸（T），该基本壁厚尺寸（T）和所述周向凹槽部（7）的深度尺寸（H）之间具有0.15×T≤H≤0.50×T的关系。
3.根据权利要求1或2所述的转轴用轴封，其特征在于：
所述转轴用轴封构成为：所述第一、第二密封部件（1、2）具有基本壁厚尺寸（T），在所述第一、第二密封部件（1、2）各自的所述弯曲壁部（5）的相向面（6）上形成有带状的周向凹槽部（7），在使用状态下，最顶端缘部（8）以接触压力的峰值且所述基本壁厚尺寸（T）的两倍以下的接触宽度尺寸（E）与转轴（9）的外周面（9a）接触。
4.根据权利要求1或2所述的转轴用轴封，其特征在于：
所述第一、第二密封部件（1、2）具有基本壁厚尺寸（T），在所述第一、第二密封部件（1、2）各自的所述弯曲壁部（5）的相向面（6）上形成有带状的周向凹槽部（7），第一、第二密封部件（1、2）上的孔（14）的直径尺寸（D）设定为大尺寸，以便在初始使用状态下最顶端缘部（8）以线接触状态与转轴（9）的外周面（9a）接触。
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