一种密封材料及用该材料密封配合间隙的方法和装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了包括石墨，二硫化钼，聚四氟乙烯，氟化石墨，氮化硼等具有自润滑性能的固体微粒用于密封相对运动、相互配合零部件配合间隙的用途，还公开了用该材料密封的方法和密封装置。方法是利用压力通过密封装置推动凹形槽中的固体微粒随配合间隙空间形状、大小及变化而自动变化堆积形状，始终将配合间隙堵塞，密封装置包括凹形槽，固体微粒，推粒件等。（*该技术在2016年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种密封零部件配合间隙的材料，还涉及用该材料密封零部件配合间隙的方法和装置。上述的材料及用该材料密封零部件配合间隙的方法和装置主要用于液压、气压等机械中相对运动、相互配合零部件的配合间隙密封。现有技术的密封方法主要有两类1、间隙密封。它是采用精密配合来实现的，如油泵，油马达及各类阀体中小直径园柱配合面基本上都是采用间隙密封。该方法的不足之处是制造成本高，不能随工作压力增大而提高密封性，磨损无法修复。2、接触式密封。利用密封件密封，在安装时，需给予密封件预压紧力或在工作时利用压力使密封件产生变形以压紧密封面来实现的。根据密封件的截面形状可分为L型、Y型、O型、U型、V型等。密封件套装在运动零部件的环形槽中或嵌装在固定零部件的环形槽中。密封件主要用橡胶制作，也有用金属制作的，如活塞环。接触式密封的不足之处是1.密封件多为弹性体，需预压装配，预压易引起密封件内部产生应力，易损坏；2.密封件对密封面存在弹压力，需消耗能量；3.密封件损坏需及时更换，导致机械拆卸，费时费力；4.密封件破损的残渣进入工作介质，对机器运行不利；5.对于以水、气体、真空为工作介质的特殊环境中润滑困难；6.密封面磨损或变形后，无法得到补偿。本专利技术的目的在于克服上述密封方法不足之处，提供一种密封相对运动、相互配合零部件配合间隙的材料及用该材料密封零部件配合间隙的方法和密封装置。本专利技术的方案是用具有自润滑性能的固体微粒作密封材料。(在本说明书以下将具有自润滑性能的固体微粒简称为固体微粒。)这类固体微粒材料包括石墨，二硫化钼，聚四氟乙烯，氟化石墨，氮化硼，滑石粉，铅粉等。具体使用时应根据机械实际工作环境如温度、速度、压力等以及所接触的物质而选择，需满足固体微粒在机械工作时能保持自由蠕动，不粘结，不结块，保持颗粒形状，与接触物质不发生化学反应，固体微粒可单种使用，也可配合使用。固体微粒的粒度值应根据零部件配合间隙值及设计磨损补偿量按公式M≥P+K计算确定。公式中M-粒度值，单位毫米，P-零部件配合最大间隙值，单位毫米；K-零部件设计磨损补偿值单位毫米。用固体微粒密封零部件配合间隙的方法是利用压力通过密封装置推动凹形槽中的固体微粒随配合间隙空间形状、大小及变化而自动变化堆积形状，始终将零部件配合间隙堵塞，从而实现密封和补偿磨损。压力包括弹力、重力、电磁力、气压力、液压力、摩擦力、工作压力等。用固体微粒作密封材料的密封装置包括凹形槽，推粒件，固体微粒构成；凹形槽是用于堆放固体微粒的空间，包括环凹槽，间断凹槽，方阵凹槽，阶梯形，环形阶梯，侧内孔等。推粒件是用于将压力传送给固体微粒，包括斜园柱，锥柱体，斜园环，斜面等，压力用于提供压力的，包括重力源，弹力源，气压源，液压源，摩擦源，工作压力。图面说明。图l是密封缸体及密封柱塞杆的密封装置结构示意图，图2是密封四冲程汽油机缸体的密封装置示意图；图3是密封控制油缸的密封装置示意图。下面结合附图和实施例对本专利技术所涉及的固体微粒品种选择，粒度值的确定以及密封装置结构作进一步祥述。实施例1，密封往复式水缸缸体和柱塞杆。缸体内径30+0.025毫米，活塞外径 毫米，工作温度≤40℃，工作介质，水，设计磨损补偿量0.15毫米，1.根据工作环境条件选择固体微粒品种。聚四氟乙烯可满足要求，聚四氟乙烯工作温度最高达260℃，在水中化学性质稳定。2.确定固体微粒粒径值。用公式计算得M＝P+K＝0.075+0.15＝0.225毫米，取M＝0.25毫米。用粒径为0.25毫米的固体微粒。参照附图说明图1所示，柱塞4在缸体5中往复运动，柱塞4前部有一顶环3(推粒件)，截面为阶梯形，套装在柱塞4前部，顶环3前端与固体微粒11相触，顶环3与柱塞4构成的环形槽(凹形槽)中堆放有固体微粒11，弹簧2一端与顶环3后端相触，另一端与螺钉1(锁件)相触，顶环3后部还与工作压力相触。当柱塞4向前运动时，柱塞4前端的工作压力压迫顶环3轴向后移动(弹簧2也同时作用)，推动固体微粒11蠕动(主要是径向)，随着工作压力增大，固体微粒11压向缸体5的力也就愈大，柱塞4与缸体5配合间隙被密封的愈好，也就是随着工作压力增大，自动提高密封程度，当柱塞4后退时，作用于顶环3上的工作压力逐渐降低，在弹簧2的弹簧力作用下仍然保持密封状态。柱塞4工作时，固体微粒11在工作压力及弹簧力作用下，随缸体5和柱塞4配合间隙空间形状、大小及变化自动变化堆积形状，始终将配合间隙堵塞。参照图1后部所示，是密封柱塞杆的结构示意图。(因与柱塞4是同一零件，间隙值和工作环境条件相同，采用的固体微粒相同)顶环7(推粒件)截面为尖楔形，可轴向移动，嵌装在端盖9内，顶环7与端盖9构成的环形槽(凹形槽)中装有固体微粒6，弹簧8前端与顶环7相触，后端与挡板(锁件)10相触，该装置是利用弹簧8的弹簧力压迫顶环7向前，顶环7推动固体微粒蠕动堵塞柱塞杆与端盖9的配合间隙，它同上述密封缸体5相同，柱塞杆运行时，固体微粒6在弹簧力作用下随柱塞杆与端盖9配合间隙空间形状、大小及变化自动变化堆积形状，始终将配合间隙堵塞。该装置是随着柱塞杆的磨损和固体微粒的磨损，在弹簧8的弹簧力作用下自动推动固体微粒6蠕动，也就是弹簧力决定密封程度，密封程度不随工作压力变化而变化。实施例2，密封四冲程汽油机燃烧缸。缸体内径80+0.05毫米，活塞外径 毫米，工作温度600℃，工作介质雾化汽油，二氧化碳，水，一氧化碳，设计磨损补偿量为O.25毫米，(1)根据工作环境条件选择固体微粒品种。氮化硼的工作温度最高可达700℃，与工作介质雾化汽油，一氧化碳，二氧化碳，水接触不发生化学反应。(2)确定固体微粒粒径值。根据公式M=P+K=0.125+0.25=0.375毫米，取M=0.4毫米。参照图2所示，活塞5在缸体1中往复运动，在活塞5前部有一顶环2《推粒件)，截面形状为尖楔形，套装在活塞5上，可向下移动，顶环2中部有数个齿槽，在活塞5上设有齿卡3，固定在活塞5上，齿卡3与齿槽相配，齿卡3的作用是阻止顶环2上移，在顶环2与活塞5构成的环形槽(凹形槽)中堆放有固体微粒4，当活塞5与缸体1间隙增大时或固体微粒被磨损后，顶环2在缸体1内工作压力作用下，顶环2下移，再被齿卡3卡住，使固体微粒4空间体积减小，迫使固体微粒4继续保持将配合间隙堵塞，保持密封，当顶环2的下端与活塞5的台面相触时，顶环2无法再移动，如果活塞5与缸体1之间的间隙值还允许使用，还可取出活塞5，添装固体微粒后再用。实施例3。密封控制油缸。缸体内径40+0.05毫米，活塞外径 亳米，工作介质20#液压油，工作温度≤40℃，设计磨损补偿量0.1毫米。1.根据工作环境选择固体微粒品种。选择二硫化钼，它与20#液压油接触性能稳定，不发生化学反应，工作温度可达350℃。2.确定固体微粒粒径值。按公式M=P+K=0.15+0.1=0.25毫米，取值0.25毫米。参照图3所示，活塞6在缸体1中运动，活塞6上开有一个环形槽(凹形槽)，环形槽截面为长方形，环形槽中堆放有固体微粒2，在活塞杆4上设有中心孔7，在活塞6上设有径向孔8，径向孔8内装有楔紧销3(推粒件)，径向孔8应均匀分布，推荐采用4个，在活塞杆4与缸体1之间设有密封圈5，当气压从中心孔7进入时，压迫楔紧销本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种密封零部件配合间隙材料其特征在于是具有自润滑性能的固体微粒。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：都智伟，
申请(专利权)人：都智伟，
类型：发明
国别省市：51[中国|四川]