專利名稱:回轉軸用剛性環(huán)橡膠油封的制作方法
本實用新型是用于機械回轉軸的環(huán)形密封圈，也稱為油封。
現在國際上機械回轉軸環(huán)形油封都是由一含有金屬骨架(或不含骨架)的橡膠外圈與一個用鋼絲彈簧盤成的圓環(huán)組合而成的(如圖1所示)。我國現有的國家標準油封均屬于這種結構。盡管外圈是用耐油橡膠制成的，但是與工作油接觸后，仍不可避免地會膨脹變形。根據日本近森德重(《O形密封圈》一書的作者，該書已由朱仁杰翻譯1976年出版)試驗的結果表明，橡膠膨脹速度與工作溫度、工作時間和工作油的性質成分有關，一般在200～300小時左右，就到膨脹極限了，最多不會超過700小時。橡膠圈的膨脹造成賴以密封的唇口的直徑擴大，超過了回轉軸的直徑，這時油封就失效了。除了橡膠形變影響密封外，現有技術的油封在結構設計上還存在三個缺點(1)鋼絲彈簧圈不斷地對橡膠唇口施加向心束緊力，引起唇口的不斷磨損。
(2)橡膠外圈比較柔軟，難以直接承受由于工作油劇烈攪動所引起的沖擊力。
(3)缺乏有效的預密封措施，橡膠唇口負荷較重，容易漏油。這就使橡膠圈尚未完全變形老化之前，油封就提前失效了。
本實用新型的目的是廢除鋼絲彈簧圈，代之以具有多種功能的剛性環(huán)。
圖2為橡膠外圈示意圖，圖3為剛性環(huán)示意圖。
圖中剛性環(huán)5是由上園環(huán) N 、下園環(huán) S 和將它們聯為一體的園筒構成。上園環(huán) N 的呈半球狀截面的內孔面 M 為密合擺動面，下園環(huán) S 的內孔面 Q 為間隙密封面，環(huán) S的下表面 P 為沖擊防護面。剛性環(huán)5的尺寸和所需密封的回轉軸的直徑保持特定的比例關系。圖3是橡膠外圈1與剛性環(huán)5的裝配結構圖。橡膠圈可以含金屬骨架4或不含骨架，圖中3為橡膠唇口。剛性環(huán)的多種功能是這樣體現出來的(一)上圓環(huán)N呈半球狀截面的內孔面M為密合擺動面M與橡膠外圈的凹球面 R 相吻合，由于 N 是剛性的，所以從 M 面通過 R 對橡膠唇口3施加的向心束緊力是有限的，而原來的彈簧圈2是不斷地施加向心束緊力，所以可以減少橡膠唇口的磨損。
(二)剛性環(huán)的下環(huán) S 的下表面 P 是平的沖擊防護面，能夠有效地承受工作油的沖擊力，提高油封的可靠性。
(三)剛性環(huán)的下環(huán)內孔面 Q 為間隙密封面，可以起到對工作油的預密封作用，從而減輕了主密封橡膠圈唇口的負荷。
(四)因剛性環(huán)5尺寸與橡膠密封圈1以及與回轉軸的直徑保持特定比例關系，因此剛性環(huán)5能夠有效地約束橡膠唇口3的膨脹變形。試驗證明，即使橡膠圈已達到充分膨脹的程度，油封仍能保持密封的良好效果。其壽命可延長到2000小時以上，與現有技術油封的壽命相比，提高了三至十倍。
為了適應不同負荷的需要，我們可以對剛性環(huán)的形狀結構作如下變換，中等負荷的，可省去下環(huán) S ，僅由上環(huán) N 與園筒構成(見圖5)；輕負荷的，則下環(huán) S 及圓筒均省去，只留上環(huán) N (見圖6)。
本實用新型的剛性環(huán)所采用的材料可以是金屬的，如炭素鋼、低合金鋼、鋁合金或銅合金等材料，也可以是非金屬的，如塑料、尼龍、膠木或層壓纖維板等材料。
在制造過程中，還可以對以上實用新型作如下改進，將剛性環(huán)做成嵌件式，即嵌在橡膠圈內一次澆制而成，這樣可以省得裝配，形成一個復合部件。
本實用新型的制造工藝與生產成本與現有的環(huán)形油封十分相近，其系列化的外形尺寸和安裝條件與現有環(huán)形油封有互換性。
本實用新型的用途十分廣泛，不僅汽車、拖拉機的回轉軸系統(tǒng)適用，而且機床或其他機械裝置上也可以用；不僅可以用于油封，而且可以用于水封、氣封。由于該部件有量大面廣的應用特點，因此將每一只油封的壽命延長三至十倍而成本不變，對于機械、汽車制造等行業(yè)來說，無疑會帶來節(jié)油、節(jié)能、安全等多種社會效益與經濟利益。
權利要求
1.回轉軸用剛性環(huán)橡膠油封，由一個特制的帶金屬骨架4(或無骨架)的橡膠外圈1和一個剛性環(huán)5組成，本實用新型的特征在于(1)剛性環(huán)是由上圓環(huán)N、下圓環(huán)S和將上下圓環(huán)聯為一體的圓筒所構成；(2)上圓環(huán)N的呈半球狀截面的內孔面M為密合擺動面，與橡膠外圈的凹球面R吻合；(3)下圓環(huán)S的內孔面Q為間隙密封面，P為平的沖擊防護面；
2.根據權利要求
1所述的油封，其特征是剛性環(huán)的下圓環(huán)S省略，僅由上圓環(huán)N與圓筒構成；或者剛性環(huán)的下圓環(huán)S與圓筒均省略，僅保留上圓環(huán)N。
3.根據權利要求
2所述的剛性環(huán)，其特征在于剛性環(huán)是用炭素鋼、低合金鋼、鋁合金或銅合金制造的；或者是用塑料、尼龍、膠木或層壓纖維板等制造的。
4.根據權利要求
1所述的油封，其特征是，剛性環(huán)呈嵌件形式與橡膠外圈一起澆制，使剛性環(huán)橡膠油封為一個復合部件。
專利摘要
回轉軸用的剛性環(huán)橡膠油封是一個橡膠外圈和一個特殊設計的多功能剛性環(huán)構成。本油封的主要特點是延長密封圈的壽命3～10倍，提高密封可靠性。但是其制造工藝、生產成本與現有的油封基本一致。而且其系列化外形尺寸和裝配與現有的油封有互換性，能方便地改用。本油封可以用于汽車、拖拉機，也可以用于其他一切需要進行油封、氣封、水封的回轉軸機械裝置。
文檔編號F16J15/16GK87201226SQ87201226
公開日1988年1月13日 申請日期1987年4月8日
發(fā)明者王之誠 申請人:上海市工業(yè)技術發(fā)展基金會導出引文BiBTeX, EndNote, RefMan