一种弹簧加载端面密封装置制造方法及图纸

一种弹簧加载端面密封装置，其特征在于,所述密封装置包括静止件端面密封组件100和安装在转轴上的密封跑道200,用于阻止密封装置两侧的流体泄漏；端面密封组件100包括密封壳体110、轴向斜圈弹簧120、压板130、密封圈140、端面石墨密封环150、卡圈160、防转块170，其中：密封壳体110为环形的回转体，密封壳体110环形内部设置凹槽，压板130为环形的设置有台阶的回转体，压板130设置在密封壳体110的凹槽内，密封壳体110与压板130形成第一环形空腔，所述第一环形空腔用于放置环形的轴向斜圈弹簧120。120。120。

【技术实现步骤摘要】
一种弹簧加载端面密封装置


[0001]本申请应用于航空发动机领域，具体涉及一种弹簧加载端面密封装置。

技术介绍

[0002]现有端面密封装置见图1所示。端面密封装置由静止件端面密封组件100和安装在转轴上的密封跑道200组成,用于阻止密封装置两侧的流体泄漏；
[0003]图2所示为现有端面密封组件100的装配结构，由密封壳体110、波形弹簧190、压板130、密封圈140、端面石墨密封环150、卡圈160、防转块170组件。防转块170与密封壳体110焊接在一起；
[0004]图3为现有端面密封组件中的波形弹簧结构图；
[0005]图4为波形弹簧190的弹力与压缩量关系曲线，从图中可以看出，波形弹簧190的弹力与压缩量呈线性关系。为满足转静子往相反方向移动至极限位置时，端面密封组件100仍然与密封跑道200贴合，且密封摩擦面能够阻挡润滑油泄漏，需保证波形弹簧190仍有一定的弹力，当端面密封组件100与密封跑道200在工作时，由于力或热的原因，当转轴相对于静止件有大的位移变化时，波形弹簧190的压缩量将会有大的变化，其弹力也急剧增大，使端面密封装置的摩擦热和磨损量也急剧增加，导致端面密封组件100的使用寿命降低。因此这种结构适用于转静子轴向移动量较小的场合。

技术实现思路

[0006]本申请提供一种弹簧加载端面密封装置，能够减小端面密封的摩擦和磨损，提高密封装置使用寿命。
[0007]本申请提供一种弹簧加载端面密封装置，所述密封装置包括静止件端面密封组件100和安装在转轴上的密封跑道200,用于阻止密封装置两侧的流体泄漏；端面密封组件100包括密封壳体110、轴向斜圈弹簧120、压板130、密封圈140、端面石墨密封环150、卡圈160、防转块170，其中：密封壳体110为环形的回转体，密封壳体110环形内部设置凹槽，压板130为环形的设置有台阶的回转体，压板130设置在密封壳体110的凹槽内，密封壳体110与压板130形成第一环形空腔，所述第一环形空腔用于放置环形的轴向斜圈弹簧120；端面石墨密封环150为环形的回转体结构，端面石墨密封环150底部端面的内壁面设置环形的凹槽，端面石墨密封环150的凹槽与压板130的凹槽形成第二环形空腔，所述第二环形空腔内放置环形的密封圈140；端面石墨密封环150的外端设置有环形的密封跑道200；卡圈160为设置有缺口的环形结构，密封壳体110的第一环形空腔外缘设置有第三环形空腔，所述第三环形空腔内放置卡圈160；端面石墨密封环150的外缘设置有防转块凹槽，密封壳体110的内壁面上焊接有防转块170，所述防转块170放置于端面石墨密封环150的防转块凹槽内。
[0008]具体的，所述轴向斜圈弹簧120的弹簧横截面为椭圆，椭圆短轴在承受轴向载荷的方向。
[0009]具体的，所述轴向斜圈弹簧120的倾角为40
°
～50
°
。
[0010]具体的，所述轴向斜圈弹簧120的节距为2.5mm～4.5mm。
[0011]具体的，轴向斜圈弹簧120的簧圈中心圆直径为65mm～70mm，线径为0.4mm～0.6mm，圈数为55～65，轴向压缩量为0～3.0mm，其中轴向压缩量在1.0mm～3.0mm范围时，弹力为98N～133N。
[0012]具体的，轴向斜圈弹簧120的首尾端头对接焊接或搭接焊接在一起。
[0013]具体的，轴向斜圈弹簧120包括高温合金GH4145加工的弹簧、高温合金GH4169加工的弹簧或3J78加工的弹簧。
[0014]具体的，轴向斜圈弹簧120的弹簧圈轴向自由高度为5mm～7mm，半径方向高度为6mm～9mm，且半径方向高度大于轴向自由高度。
[0015]具体的，轴向斜圈弹簧120线径中心线的几何参数方程(右旋)为：
[0016][0017]或(左旋)
[0018][0019]式中：a为轴向斜圈弹簧120单圈椭圆截面长半轴；
[0020]b为轴向斜圈弹簧120单圈椭圆截面短半轴；
[0021]β为轴向斜圈弹簧120平均倾角；
[0022]t为建模软件自带变量，取值为0～1；
[0023]r为各弹簧圈中心位置相对整个弹簧中心的距离(半径)。
[0024]本专利技术的端面密封装置，在转静子轴向移动量较大时，可解决现有波形弹簧弹力随压缩量增加而显著增加的问题，可减小端面密封的摩擦和磨损，提高密封装置使用寿命。
附图说明
[0025]图1为现有技术中的端面密封组件与跑道的装配结构示意图；
[0026]图2为现有技术中的端面密封组件装配结构；
[0027]图3为本申请的端面密封的组件装配图；
[0028]图4为现有技术端面密封组件中的波形弹簧结构；
[0029]图5为现有技术端面密封组件中的波形弹簧弹力与缩量关系曲线；
[0030]图6为本申请的端面密封组件中的轴向斜圈弹簧结构；
[0031]图7为本申请的端面密封组件中的轴向斜圈弹簧剖视图；；
[0032]图8为本申请的端面密封组件中的轴向斜圈弹簧(右旋)几何模型；
[0033]图9为本申请的端面密封组件中的轴向斜圈弹簧(左旋)几何模型；
[0034]图10为本申请的端面密封组件中的轴向斜圈弹簧弹力与缩量关系曲线；
[0035]图11为本申请的端面密封组件中的轴向斜圈弹簧弹初始直线状结构；
[0036]图12为本申请的端面密封组件中的轴向斜圈弹簧首尾对接焊结构示意图；
[0037]图13为本申请的端面密封组件中的轴向斜圈弹簧首尾搭接焊结构示意图；
[0038]图14为本申请实施例提供的端面密封组件模型1/4剖视图；
[0039]图15为本申请实施例提供的端面密封组件三维模型；
[0040]其中：100-端面密封组件、200-密封跑道、110-密封壳体、120-轴向斜圈弹簧、130-压板、140-密封圈、150-端面石墨密封环、160-卡圈、170-防转块、121-直线状的螺旋斜圈弹簧、122-对接焊缝、123-搭接焊缝。
具体实施方式
[0041]本专利技术主要应用于航空发动机附件传动机匣和主轴承滑油密封，这种密封是利用装在壳体上端面密封装置内的压缩弹簧推动石墨密封环与旋转轴上的密封跑道接触，形成密封界面，从而阻挡传动机匣内或轴承腔内的润滑油泄漏到外部环境。为节省空间，端面密封常用波形弹簧。本专利技术采用斜圈弹簧(或“弹簧触指”)作为压缩弹簧，该种弹簧将一根直线状的螺旋斜圈弹簧围成圈，然后将首尾对接或搭接焊在一起。弹簧圈横截面呈椭圆，且有一个倾斜角。椭圆短轴在承受载荷方向，压缩量在一个很宽的范围内，这种斜圈弹簧的弹力增加很小。在转静子轴向移动量较大时，可解决现有波形弹簧弹力随压缩量增加而显著增加的问题，可减小端面密封的摩擦和磨损，提高密封装置使用寿命。
[0042]图5所示为本申请的端面密封组件100的装配结构，由密封本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种弹簧加载端面密封装置，其特征在于,所述密封装置包括静止件端面密封组件(100)和安装在转轴上的密封跑道(200),用于阻止密封装置两侧的流体泄漏；端面密封组件(100)包括密封壳体(110)、轴向斜圈弹簧(120)、压板(130)、密封圈(140)、端面石墨密封环(150)、卡圈(160)、防转块(170)，其中：密封壳体(110)为环形的回转体，密封壳体(110)环形内部设置凹槽，压板(130)为环形的设置有台阶的回转体，压板(130)设置在密封壳体(110)的凹槽内，密封壳体(110)与压板(130)形成第一环形空腔，所述第一环形空腔用于放置环形的轴向斜圈弹簧(120)；端面石墨密封环(150)为环形的回转体结构，端面石墨密封环(150)底部端面的内壁面设置环形的凹槽，端面石墨密封环(150)的凹槽与压板(130)的凹槽形成第二环形空腔，所述第二环形空腔内放置环形的密封圈(140)；端面石墨密封环(150)的外端设置有环形的密封跑道(200)；卡圈160为设置有缺口的环形结构，密封壳体(110)的第一环形空腔外缘设置有第三环形空腔，所述第三环形空腔内放置卡圈(160)；端面石墨密封环(150)的外缘设置有防转块凹槽，密封壳体(110)的内壁面上焊接有防转块(170)，所述防转块(170)放置于端面石墨密封环(150)的防转块凹槽内。2.根据权利要求1所述的弹簧加载端面密封装置，其特征在于，所述轴向斜圈弹簧(120)的弹簧横截面为椭圆，椭圆短轴在承受轴向载荷的方向。3.根据权利要求1所述的弹簧加载端面密封装置，其特征在于，所述轴向斜圈弹簧(120)的倾角为40
°
...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐鹏飞，欧代松，赵鹏，李贵林，李晓明，胡海涛，赵亚飞，贺耀，
申请(专利权)人：中国航发四川燃气涡轮研究院，
类型：发明
国别省市：