一种一体式高压油气高速旋转密封制造技术

本实用新型专利技术公开了一种能够同时分别密封高压气体和齿轮润滑油的一体式高速旋转密封，包括橡胶基体和金属骨架材料。金属骨架经过表面处理后，通过热硫化工艺与橡胶基体粘合到一起，起到支撑和加强作用。本实用新型专利技术采用一体式结构设计，将油封唇口和气封唇口集合到一个，密封件结构紧凑，安装简单方便，系统的可靠性提高，且易于加工生产。本实用新型专利技术经过‑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，目前主要应用于军用和民用越野车辆轮胎中央充放气系统。

An Integrated High Pressure Oil and Gas High Speed Rotary Seal

【技术实现步骤摘要】
一种一体式高压油气高速旋转密封
本技术涉及旋转密封领域，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。
技术介绍
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。
技术实现思路
本技术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，本技术采用的技术方案是：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。本技术的优点：1.本技术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，本技术安装简单方便，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.本技术的旋转密封可在-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是本技术的结构示意图；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技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本技术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技术，并不用于限定本技术。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。本技术的密封气封唇口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。本技术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。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种一体式高压油气高速旋转密封，其特征在于,包括橡胶基体(1)和金属骨架(2)，所述金属骨架(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；所述橡胶基体(1)包覆在金属骨架(2)外，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；所述油封唇口(4)外设置弹簧槽，弹簧槽内设置预紧弹簧(3)；所述橡胶基体(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)与气封唇口(6)之间构成一个环形的气压腔。

【技术特征摘要】
1.一种一体式高压油气高速旋转密封，其特征在于,包括橡胶基体(1)和金属骨架(2)，所述金属骨架(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；所述橡胶基体(1)包覆在金属骨架(2)外，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；所述油封唇口...

【专利技术属性】
技术研发人员：樊帅宾，冯克勤，侯宇，任开华，赵宇，高云，
申请(专利权)人：西北橡胶塑料研究设计院有限公司，
类型：新型
国别省市：陕西,61