一种旋转组合密封圈制造技术

本发明专利技术涉及一种旋转组合密封圈，包括一圆环形基体及设在该圆环形基体内的弹性元件，所述的圆环形基体材料为改性聚酮材料，所述的改性聚酮材料按重量百分比包括下列组分：聚酮80％～99.9％、加工助剂0.01～2％、固体润滑剂0～19.9％。相对于传统的旋转组合密封圈材质(聚四氟乙烯)，本发明专利技术采用的改性聚酮材质拥有更好的耐磨性、抗蠕变性、硬度、抗挤出能力，从而增加了密封圈的寿命；另外，聚酮材质不吸水尺寸稳定性好，成型方式多样化(可采用注塑成型、挤出成型等)，成型周期短，成本低。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种密封圈，尤其是涉及一种旋转组合密封圈，属于动密封

技术介绍
旋转组合密封圈被广泛用于旋转或摆动运动的杆、轴、销、旋转接头等处，涉及工 程机械、建筑机械以及汽车设备等多个工业领域。对于旋转密封来说，密封件的润滑对于其 密封性能与寿命均起决定性作用。为了保证旋转密封良好的运动特性和一定的使用寿命， 密封件应该设计成在充分润滑条件下工作。 传统的旋转密封圈通过在旋转工作面开设储油槽来解决润滑问题。储油槽一般为 在工作表面的环形凹槽，易于通过车削加工的方式得到。但是该类型的旋转密封圈在工作 时，必须依靠油缓慢渗入至摩擦界面的间隙中来形成润滑油膜，而且长时间连续工作不易 形成有效的油膜。因此，旋转密封圈的材质一般只能采用具有自润滑性能的改性聚四氟乙 烯材料（绝大部分情况下采用的是填充40 %铜粉的聚四氟乙烯复合材料），但改性聚四氟 乙烯易磨损、材质偏软，无法承受高载荷。若一旦旋转轴发生偏心现象，就有可能导致密封 圈承受较大压力，严重时密封圈将被挤入沟槽间隙，直接到导致使用寿命下降或者直接损 坏。另外，由于改性聚四氟乙烯材质本身特性的原因，还存在着成型工艺局限性大（通常为 模压成型），成型周期长等缺点。
技术实现思路
本专利技术的目的就是为了解决传统旋转密封圈润滑油膜形成困难、密封圈寿命短、 易磨损、密封效果不稳定的问题以及加工成型工艺局限性大、成型周期长等缺点，提出一种 具有新型结构的改性高分子材料旋转组合密封圈。 本专利技术的目的可以通过以下技术方案来实现： -种旋转组合密封圈，包括一圆环形基体及设在该圆环形基体内的弹性元件，所 述的圆环形基体材料为改性聚酮材料。 所述的改性聚酮材料按重量百分比包括下列组分：聚酮80%~99. 9%、加工助剂 0· 01~2 %、固体润滑剂0~19. 9 %。 所述的加工助剂包括稳定剂与抗氧剂中的一种或两种。 所述的稳定剂与抗氧剂均采用常规选择。 所述的固体润滑剂包括二硫化钼、石墨或聚四氟乙烯。 所述的圆环形基体的工作面上设有储油区，储油区的最大宽度大于工作面轴向宽 度的1/2。 所述的弹性元件材质为橡胶或金属。 所述的弹性元件的截面形状为符合具有径向补偿力的所有形状。 根据组合密封圈的密封机理可知：弹性体密封的自紧密封机理依赖于弹性体材料 的弹性和不可压缩性以及初始过盈或预压缩的存在。以格莱圈为例，如图4、图5所示：在 自由状态下，格莱圈在装配时从初始厚度d被压缩△d，△d即为装配到深度T的凹槽所需 的过盈量。因此，装配后和加压前，密封接触表面形成预载荷应力σ。。在运行中，流体压力 Ρ=σχ作用于格莱圈的一侧面并促使格莱圈的密封接触压力增加到较高的应力值σρ。因 为弹性材料几乎是不可压缩的，所以〇。、 〇p、P三者存在如下的关系：〇p= 〇。+1)，这就意 味着密封接触压力σρ总是比流体压力ρ高出预压缩应力的量〇。，故不会形成泄漏。由于 传统的改性聚四氟乙烯材质虽然自润滑性能好，但却易磨损，弹性模量低，需预留较大的补 偿量，其形成的预载荷应力会随着其本身的磨损而不断下降，最终导致σρ<Ρ，发生泄 漏。而改性聚酮材料与聚四氟乙烯相比最大的优点在于其拥有更好的耐磨性，且弹性模量 高，初始形成的预载荷应力σ。可在较长时间内保持稳定不发生泄漏，g卩σρ>Ρ，组合密封 圈的使用寿命大大提高。另外，聚酮材料还具有优良的韧性、抗蠕变性，耐温最高可达200°C 以上，拥有较高的硬度，抗挤出能力强，不吸水尺寸稳定性好；成型方式多样化，可采用注塑 成型、挤出成型等，成型周期短，成本低等优点。 综上所述，相对于传统的旋转组合密封圈材质（改性聚四氟乙烯），本专利技术采用的 改性聚酮材质拥有更好的耐磨性、抗蠕变性、硬度、抗挤出能力，从而增加了密封圈的寿命； 另外，聚酮材质不吸水尺寸稳定性好，成型方式多样化（可采用注塑成型、挤出成型等），成 型周期短，成本低。【附图说明】 图1为旋转组合密封圈主视结构示意图； 图2为旋转组合密封圈侧视结构示意图； 图3为旋转组合密封圈剖视结构示意图；图4为格莱圈的初始线性过盈Δd和接触应力〇。； 图5为流体压力ρ下格莱圈的密封接触应力〇 p。 图中标号：1为圆环形基体，2为弹性元件，3为对摩体，4为储油区，5为摩擦面。【具体实施方式】 下面结合附图和具体实施例对本专利技术进行详细说明。 实施例1 -种旋转组合密封圈，如图1~图3所示，包括一圆环形基体1及设在该圆环形基 体1内的弹性元件2,圆环形基体1材料为改性聚酮材料。圆环形基体1的工作面上设有储 油区4,储油区4的最大宽度大于工作面轴向宽度的1/2,储油区4旁为摩擦面5。弹性元 件2材质为橡胶或金属。弹性元件2的截面形状为符合具有径向补偿力的所有形状。使用 时，圆环形基体1与对摩体3配合使用。 本实施例中，改性聚酮材料按重量百分比包括下列组分：聚酮800g，稳定剂 (2, 6-二特丁基-4-甲酚）lg，二硫化钼190g。 圆环形基体通过注塑一次成型而成。 具体物理性能，详见表1(表1中附上了与改性聚四氟乙烯（填充40%铜粉）性能 对比）： 表1聚酮物理性能 通过表1中改性聚酮与改性聚四氟乙烯的物理性能对比可知，改性聚酮的抗挤出 性能（硬度越高，材料的抗挤出性能越好）、耐磨性、抗拉强度、弹性模量等较改性聚四氟乙 烯都有了较大的提升。 实施例2 与实施例1不同之处在于，改性聚酮材料按重量百分比包括下列组分：聚酮800g， 稳定剂（β(3, 5-二特丁基-4羟基苯基）丙酸十八醇酯）2g，二硫化钼180g。 圆环形基体成型方法：环形基体首先通过挤出成型加工成管料，然后通过车床二 次加工成成品。 本实施例制得的改性聚酮材料具体物理性能详见表2: 表2改性聚酮物理性能 实施例3 与实施例1不同之处在于，改性聚酮材料按重量百分比包括下列组分：聚酮999g， 抗氧剂（四季戊四醇酯）lg。 本实施例制得的改性聚酮材料具体物理性能详见表3 : 表3改性聚酮物理性能 实施例4 与实施例1不同之处在于，改性聚酮材料按重量百分比包括下列组分：聚酮880g， 抗氧剂（四季戊四醇酯）20g，固体润滑剂（石 墨）100g〇 本实施例制得的改性聚酮材料具体物理性能详见表4 : 表4改性聚酮物理性能 通过以上实施例中的改性聚酮的物理性能结果，可以看出本专利技术采用的改性聚酮 材质拥有更好的耐磨性（用磨损量表征）、韧性（用冲击强度表征）、抗蠕变性、硬度、抗挤 出能力，从而增加了密封圈的寿命；另外，聚酮材质不吸水尺寸稳定性好，成型方式多样化 (可采用注塑成型、挤出成型等），成型周期短，成本低。 上述的对实施例的描述是为便于该
的普通技术人员能理解和使用专利技术。 熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种修改，并把在此说明的一般 原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本专利技术不限于上述实施例，本领 域技术人员根据本专利技术的揭示，不脱离本专利技术范畴所做出的改进和修改都应该在本专利技术的 保护范围之内。【主权项】1. 一种旋转组合密封圈，包括一圆环形基体及设在该圆环形基体内的弹性元件，其特 征在于，所述的圆环形基体材料为改性聚酮材料。2. 根据权利要求1所述的一种旋转组合密封圈，其特征在于，所本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种旋转组合密封圈，包括一圆环形基体及设在该圆环形基体内的弹性元件，其特征在于，所述的圆环形基体材料为改性聚酮材料。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：李小慧，单旸，金石磊，王维德，马超，
申请(专利权)人：上海材料研究所，
类型：发明
国别省市：上海;31