專利名稱：可承受復(fù)合力矩的密封轉(zhuǎn)動(dòng)軸的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種可承受復(fù)合力矩的密封轉(zhuǎn)動(dòng)軸，屬于機(jī)械結(jié)構(gòu)領(lǐng)域。
技術(shù)背景
在水下拖曳系統(tǒng)中，為了實(shí)現(xiàn)對(duì)水下拖體的空間位置和拖體姿態(tài)的控制，一般是 通過調(diào)整拖體上翼板的攻角來實(shí)現(xiàn)的。翼板是通過翼板軸安裝到水下拖體上的，同時(shí)，通過 驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)來調(diào)整翼板軸的角度來調(diào)整翼板角度的。因此，在實(shí)際使用過程中翼板軸既需要 承受翼板流體動(dòng)力產(chǎn)生的彎矩，還要承受因翼板流體動(dòng)力不在翼板軸上造成的扭矩，同時(shí)， 還必須具有密封能力以保證水下拖體內(nèi)部不漏水。目前，該種類型軸的密封方式主要就是 采用各種形式的密封圈，該種形式的密封方式存在以下缺點(diǎn)
1.轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)傳動(dòng)效率不高各種形式的密封圈直接安裝在軸上或者孔內(nèi)，密封圈直 接與軸和孔接觸，同時(shí)為了保證密封，密封圈存在一定的變形，這樣就導(dǎo)致了轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)會(huì)產(chǎn)生 較大的摩擦力，導(dǎo)致傳動(dòng)效率下降。
2.密封不可靠軸既要承受因轉(zhuǎn)動(dòng)產(chǎn)生的扭矩，還要承受翼板流體動(dòng)力產(chǎn)生的彎 矩。同時(shí)，為了保證軸在孔內(nèi)能靈活轉(zhuǎn)動(dòng)，軸與孔之間采用間隙配合，即軸與孔之間存在一 定的間隙。當(dāng)一定的彎矩作用在軸上時(shí)，軸上受壓的部位間隙減小，受拉的部位間隙增大， 這樣就造成了密封圈擠壓的不均勻，導(dǎo)致了密封的可靠性不高。
3.使用范圍較窄現(xiàn)在的密封轉(zhuǎn)動(dòng)軸方式一般只能應(yīng)用在承受扭矩和軸向力的 場(chǎng)合，尚未在承受彎矩的場(chǎng)合大量使用。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種可承受復(fù)合力矩的密封轉(zhuǎn)動(dòng)軸，使密封轉(zhuǎn)動(dòng)軸的傳動(dòng)效 率、密封可靠性極大提高，并且能承受彎矩。
—種可承受復(fù)合力矩的密封轉(zhuǎn)動(dòng)軸，包括轉(zhuǎn)動(dòng)軸、軸套、隔離瓦和0形圈；其中轉(zhuǎn) 動(dòng)軸軸肩以下分為兩段，軸肩下為承力段，承力段以下是密封段，密封段外圓上有兩道0形 圈溝槽，兩道0形圈溝槽之間的外圓上有螺旋狀的儲(chǔ)油槽，承力段的外圓大于密封段，兩段 交匯處為錐面過渡；隔離瓦內(nèi)孔與轉(zhuǎn)動(dòng)軸軸肩以下部分外形一致，隔離瓦內(nèi)孔與轉(zhuǎn)動(dòng)軸對(duì) 應(yīng)有隔離瓦承力段和隔離瓦密封段，隔離瓦與軸套端面的接觸面上有一道環(huán)形密封溝槽； 隔離瓦的環(huán)形密封溝槽內(nèi)裝入0形圈后固定安裝在軸套內(nèi)，隔離瓦與軸套之間通過0形圈 組成密封面，轉(zhuǎn)動(dòng)軸的兩道0形圈溝槽內(nèi)分別安裝上0形圈，轉(zhuǎn)動(dòng)軸的儲(chǔ)油槽內(nèi)灌注潤滑油 后裝入隔離瓦中。
隔離瓦采用具有自潤滑功能且具有較強(qiáng)耐磨性的銅合金材料制造，其端面上設(shè)置 有0形圈溝槽，采用螺釘連接后，其與軸套之間就形成了 0形圈軸向密封面，保證了整個(gè)水 下拖體的密封。同時(shí)，在隔離瓦的內(nèi)孔上加工好隔離瓦密封段和隔離瓦承力段，隔離瓦密封 段的內(nèi)徑比隔離瓦承力段稍小，隔離瓦承力段的尺寸根據(jù)轉(zhuǎn)動(dòng)軸的強(qiáng)度要求來定，密封段 采用0形圈徑向動(dòng)密封方式，根據(jù)0形圈動(dòng)密封的設(shè)計(jì)規(guī)范，一般采用11級(jí)孔公差，隔離瓦3承力段的加工精度應(yīng)優(yōu)于隔離瓦密封段，一般采用7級(jí)孔公差，從而保證了其與轉(zhuǎn)動(dòng)軸之 間形成7級(jí)間隙配合。轉(zhuǎn)動(dòng)軸采用強(qiáng)度較好的鋼材料來制造，并對(duì)其進(jìn)行熱處理以提高其 表面的硬度和耐磨性能，其主要分成三大部分密封段、承力段、軸肩部分。密封段設(shè)置有兩 道密封溝槽，采用0形圈徑向動(dòng)密封方式，根據(jù)0形圈動(dòng)密封的設(shè)計(jì)規(guī)范，一般采用11級(jí)軸 公差，承力段的加工精度應(yīng)優(yōu)于密封段，一般采用7級(jí)軸公差，從而保證了其與隔離瓦之間 形成7級(jí)間隙配合。同時(shí)，在兩道密封溝槽之間設(shè)置有螺旋狀的儲(chǔ)油槽，用于儲(chǔ)存潤滑油， 保證使用時(shí)能不停地析出潤滑油。軸肩部件主要用于軸向定位，其大小根據(jù)實(shí)際需要來定。 轉(zhuǎn)動(dòng)軸工作時(shí)，承力段來承擔(dān)由作用力產(chǎn)生的彎矩，從而保證了密封段不受其影響，保證了 0形圈壓縮的均勻性，最終保證了密封性能的可靠性。扭矩和軸向力分別被轉(zhuǎn)動(dòng)軸本身和 軸肩承擔(dān)，對(duì)密封性能沒有影響。儲(chǔ)油槽內(nèi)能不斷地析出潤滑油，從而降低了轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)的摩擦 力，從而提高了轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)傳動(dòng)效率。
有益效果
1.提高轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)的傳動(dòng)效率，為了提高傳動(dòng)效率主要采取以下三種手段避免密封 圈與軸或者孔直接接觸，而是在密封圈與軸或者孔之間添加一種具有自潤滑功能的隔離 瓦；設(shè)置兩道密封圈，在兩道密封圈之間設(shè)置有儲(chǔ)油槽，保證軸在轉(zhuǎn)動(dòng)過程中儲(chǔ)油槽能不斷 地析出潤滑油；適當(dāng)減小密封圈的變形量。
2.提高密封的可靠性，為了提高密封的可靠性主要采取了以下兩種手段設(shè)置兩 道密封圈；將軸上或孔內(nèi)分割成兩段，一段專門負(fù)責(zé)承受軸上所有受力的承力段和一段只 負(fù)責(zé)密封的密封段，承力段與密封段物理上完全分離互不干擾，因此保證了密封的可靠性。
3由于采用了承力段與密封段物理上完全分離的方式，大大拓展了該結(jié)構(gòu)的使用 范圍不僅能承受扭矩、軸向力，還能承受彎矩。


圖1是本發(fā)明可承受復(fù)合力矩的密封轉(zhuǎn)動(dòng)軸的結(jié)構(gòu)示意圖2是本發(fā)明可承受復(fù)合力矩的密封轉(zhuǎn)動(dòng)軸中轉(zhuǎn)動(dòng)軸2的結(jié)構(gòu)示意圖3是本發(fā)明可承受復(fù)合力矩的密封轉(zhuǎn)動(dòng)軸中隔離瓦1的結(jié)構(gòu)示意其中1-隔離瓦，2-轉(zhuǎn)動(dòng)軸，3-0形圈1，4-0形圈II，5_軸套，6_0形圈溝槽，7_密 封段，8-承力段，9-儲(chǔ)油槽，10-隔離瓦承力段，11-隔離瓦密封段。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步說明
如圖1所示，隔離瓦1通過螺釘安裝在軸套5內(nèi)，其與軸套5之間通過0形圈I 3 組成密封面，轉(zhuǎn)動(dòng)軸2上先安裝上0形圈114，并向儲(chǔ)油槽內(nèi)灌注好潤滑油，然后將轉(zhuǎn)動(dòng)軸2 裝入隔離瓦1即可。
隔離瓦1采用具有自潤滑功能且具有較強(qiáng)耐磨性的銅合金材料制造，其端面上設(shè) 置有0形圈溝槽，采用螺釘連接后，其與軸套5之間就形成了 0形圈軸向密封面，保證了整 個(gè)水下拖體的密封。同時(shí)，在隔離瓦1的內(nèi)孔上加工好隔離瓦密封段11和隔離瓦承力段10， 密封段11的內(nèi)徑比承力段10稍小，隔離瓦承力段10的尺寸根據(jù)轉(zhuǎn)動(dòng)軸2的強(qiáng)度要求來定， 隔離瓦密封段11采用0形圈徑向動(dòng)密封方式，根據(jù)0形圈動(dòng)密封的設(shè)計(jì)規(guī)范，一般采用11級(jí)孔公差，隔離瓦承力段10的加工精度應(yīng)優(yōu)于隔離瓦密封段11，一般采用7級(jí)孔公差，從而 保證了其與轉(zhuǎn)動(dòng)軸2之間形成7級(jí)間隙配合。轉(zhuǎn)動(dòng)軸2采用強(qiáng)度較好的鋼材料來制造，并 對(duì)其進(jìn)行熱處理以提高其表面的硬度和耐磨性能，其主要分成三大部分密封段7、承力段 8、軸肩部分。密封段7設(shè)置有兩道密封溝槽，采用0形圈徑向動(dòng)密封方式，根據(jù)0形圈動(dòng)密 封的設(shè)計(jì)規(guī)范，一般采用11級(jí)軸公差，承力段8的加工精度應(yīng)優(yōu)于密封段7，一般采用7級(jí) 軸公差，從而保證了其與隔離瓦1之間形成7級(jí)間隙配合。同時(shí)，在兩道密封溝槽之間設(shè)置 有螺旋狀的儲(chǔ)油槽9，用于儲(chǔ)存潤滑油，保證使用時(shí)能不停地析出潤滑油。軸肩部件主要用 于軸向定位，其大小根據(jù)實(shí)際需要來定。轉(zhuǎn)動(dòng)軸2工作時(shí)，承力段8來承擔(dān)由作用力產(chǎn)生的 彎矩，從而保證了密封段7不受其影響，保證了 0形圈114壓縮的均勻性，最終保證了密封 性能的可靠性。扭矩和軸向力分別被轉(zhuǎn)動(dòng)軸2本身和軸肩承擔(dān)，對(duì)密封性能沒有影響。儲(chǔ) 油槽9內(nèi)能不斷地析出潤滑油，從而降低了轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)的摩擦力，從而提高了轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)傳動(dòng)效率。
本結(jié)構(gòu)已經(jīng)成功地應(yīng)用在我單位縱向補(bǔ)給自動(dòng)對(duì)接裝置上，該對(duì)接裝置的密封要 求為0. 3MPa，密封可靠性達(dá)到了為100%，傳動(dòng)效率達(dá)到90%以上。同時(shí)，該結(jié)構(gòu)在某型號(hào) 產(chǎn)品中也以成功應(yīng)用，密封能力達(dá)到3MPa。
權(quán)利要求
1.可承受復(fù)合力矩的密封轉(zhuǎn)動(dòng)軸，包括轉(zhuǎn)動(dòng)軸O)、軸套(5)、隔離瓦(1)、0形圈1(3)， 0形圈11(4)；其特征在于轉(zhuǎn)動(dòng)軸( 軸肩以下依次為承力段(8)和密封段(7)，密封段 (7)外圓上有兩道0形圈溝槽(6)，兩道0形圈溝槽(6)之間的外圓上有螺旋狀的儲(chǔ)油槽 (9)，承力段(8)的外圓大于密封段(7)，兩段交匯處為錐面過渡；隔離瓦(1)內(nèi)孔與轉(zhuǎn)動(dòng)軸 ⑵軸肩以下部分外形一致，隔離瓦⑴內(nèi)孔與轉(zhuǎn)動(dòng)軸⑵對(duì)應(yīng)有隔離瓦承力段(10)和隔 離瓦密封段(11)，隔離瓦(1)與軸套(5)端面的接觸面上有一道環(huán)形密封溝槽；隔離瓦(1) 的密封溝槽內(nèi)裝入0形圈1(3)固定安裝在軸套(5)內(nèi)，轉(zhuǎn)動(dòng)軸O)的兩道0形圈溝槽(6) 內(nèi)分別安裝上0形圈IK4)，轉(zhuǎn)動(dòng)軸(2)套裝在隔離瓦(1)中。
2.如權(quán)利要求1所述的可承受復(fù)合力矩的密封轉(zhuǎn)動(dòng)軸，其特征在于轉(zhuǎn)動(dòng)軸O)的儲(chǔ) 油槽內(nèi)灌注潤滑油后套裝在隔離瓦(1)中。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種可承受復(fù)合力矩的密封軸結(jié)構(gòu)，主要由O形圈、轉(zhuǎn)動(dòng)軸、隔離瓦組成。通過將轉(zhuǎn)動(dòng)軸分割成兩段，一段專門負(fù)責(zé)承受軸上所有受力的承力段和一段只負(fù)責(zé)密封的密封段，承力段與密封段物理上完全分離互不干擾，因此保證了密封的可靠性。同時(shí)，在轉(zhuǎn)動(dòng)軸上設(shè)置兩道密封圈，在兩道密封圈之間設(shè)置有螺旋狀的儲(chǔ)油槽，保證其不斷地析出潤滑油，并在轉(zhuǎn)動(dòng)軸與軸的安裝孔之間增加了采用具有自潤滑功能且具有較強(qiáng)耐磨性的銅合金材料制造的隔離瓦，以降低轉(zhuǎn)動(dòng)軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)的摩擦力，以提高其轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)的傳動(dòng)效率。
文檔編號(hào)F16N1/00GK102032346SQ20091017458
公開日2011年4月27日 申請(qǐng)日期2009年9月30日 優(yōu)先權(quán)日2009年9月30日
發(fā)明者宋雯婧, 官紅, 師子鋒, 張作瓊, 張光普, 張鶯, 柳軍飛, 艾艷輝, 裴武波, 諶啟偉 申請(qǐng)人:中國船舶重工集團(tuán)公司第七一○研究所