專利名稱：一種注射調(diào)高型橋梁鋼支座液壓密封方法及密封圈的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種橋梁用部件的密封方法及結(jié)構(gòu)，具體說(shuō)是一種注射調(diào)高型橋梁鋼支座的密封方法及密封圈，該種密封方法及密封圈是一種能實(shí)現(xiàn)注射調(diào)高型橋梁鋼支座的高壓液壓?jiǎn)蜗騽?dòng)密封，同時(shí)對(duì)密封結(jié)構(gòu)配合件(孔、軸)加工要求低，組裝技術(shù)難度低，極其便于組裝的密封方法及密封圈。
背景技術(shù)：
注射調(diào)高型橋梁鋼支座相對(duì)于普通鋼支座的不同是增加了注射調(diào)高結(jié)構(gòu)，把普通鋼支座的下支座板分解為盆式結(jié)構(gòu)、活塞式結(jié)構(gòu)兩大結(jié)構(gòu)，活塞式結(jié)構(gòu)與盆式結(jié)構(gòu)之間用密封圈密封，再增加注入口便組成調(diào)高結(jié)構(gòu)。構(gòu)成此調(diào)高結(jié)構(gòu)的最關(guān)鍵部件是密封圈，在實(shí)現(xiàn)支座注射液態(tài)填充劑(聚氨酯)調(diào)高時(shí)，密封圈一般要求在包含15-32 MPa的范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)液壓密封，直至填充劑固化(一般為4-12小時(shí))。如發(fā)生明顯液態(tài)填充劑泄露，則認(rèn)為密封失效，這也就意味著支座注射調(diào)高功能失效。因此，可注射調(diào)高鋼支座密封圈的作用尤為關(guān)鍵。目前注射調(diào)高支座密封方法主要有兩種方式。一種是采用如橋梁盆式橡膠調(diào)高支座的結(jié)構(gòu)，密封靠整大塊橡膠墊承壓從而橡膠墊側(cè)壁與底盆內(nèi)壁密閉實(shí)現(xiàn)。這種密封方式比較成熟，密封效果也好。其最大的問(wèn)題是球型鋼支座的特性之一就是承載全部由鋼結(jié)構(gòu)承擔(dān)，承載性能比橡膠支座要明顯優(yōu)越，如在球型鋼支座里采用整塊橡膠墊做密封結(jié)構(gòu)，則抵消了球型鋼支座承載性能強(qiáng)的優(yōu)越性。如專利號(hào)為02244866. 7，發(fā)明名稱為一種調(diào)高支座的中國(guó)專利，公開了一種類似的密封方式，包括上下支座板(1、4)，位于下支座板(4)上部的減震板(6)。在減震板(6) 的外側(cè)的下支座板(4)上設(shè)置有一擋環(huán)(3)，減震板(6)的外沿搭接在該擋環(huán)C3)上，所述擋環(huán)C3)上的豎直方向上設(shè)置有啟頂螺栓O)，并與之螺紋連接。另一方式是把可注射調(diào)高鋼支座的活塞、盆式結(jié)構(gòu)對(duì)應(yīng)視為常見的油缸的桿、缸結(jié)構(gòu)，并在活塞與盆式結(jié)構(gòu)之間采用專用的液壓密封圈密封，及在支座的活塞或盆式結(jié)構(gòu)上開挖密封槽，在密封槽內(nèi)安裝液壓密封圈密封。常見的單向孔用密封圈有常規(guī)的Y型圈、 V型圈等，利用密封圈唇邊開口充滿高壓液態(tài)介質(zhì)后的壓力，壓迫唇邊垂向與缸、桿緊密貼合，實(shí)現(xiàn)自密封。這種密封方式的密封效果很好，在工程上也大量使用。然而在此處，其最大的問(wèn)題是Y型圈或V型圈等常見液壓密封圈都對(duì)裝配的基體(孔壁，缸壁)加工要求很高， 就孔用密封圈而言，對(duì)孔壁的表面粗糙度一般要求Ra ^ 0. 4，需要精磨工序，成本高、生產(chǎn)效率低。另外孔用Y型圈或V型圈，都需要在徑向預(yù)擠壓密封圈形成初始密封，其唇邊在自由狀態(tài)下，最大外徑會(huì)較與其配合的孔徑大(可視為過(guò)盈配合)，裝配難度大，裝配技能要求高，效率較低。簡(jiǎn)言之，在可注射調(diào)高球型鋼支座上使用Y型圈或V型圈的成本高，支座生產(chǎn)效率低，不是理想的選擇。如專利號(hào)為200820076682. 4，發(fā)明名稱為球型調(diào)高支座的中國(guó)專利，公開了一種類似的密封方式，其主要技術(shù)特征為包括上支座板、球型鋼襯板、中間鋼襯板，所述中間鋼襯板的外側(cè)設(shè)置有鋼盆，中間鋼襯板與鋼盆之間設(shè)有密封圈，鋼盆上開有液壓孔，通過(guò)專用工具向液壓孔內(nèi)灌注調(diào)高注劑，即可進(jìn)行支座豎向承載力的測(cè)量和支座的抬升。綜上所述，現(xiàn)有注射調(diào)高支座的密封方法及裝置都存在一定的不足，因此很有必要對(duì)此加以改進(jìn)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是針對(duì)現(xiàn)有調(diào)高球型鋼支座所存在的不足，提出一種適合調(diào)高球型鋼支座使用的，能承受高壓液壓(包含15-32MPa)動(dòng)密封，同時(shí)對(duì)支座密封配合結(jié)構(gòu)加工要求低，裝配技術(shù)難度低，極其利于組裝的注射調(diào)高鋼支座的密封方法及密封圈。為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提出的技術(shù)方案是一種注射調(diào)高橋梁鋼支座的密封方法，在橋梁鋼支座中的活塞(軸)的底部有一梯形缺口，在梯形缺口上套有密封圈，且密封圈在垂向的厚度大于活塞(軸)底部梯形缺口的垂向高度；支座盆(孔)與活塞(軸)采用間隙配合；首先將密封圈先于支座活塞(軸)安裝到支座盆(孔)的底面位置，此時(shí)密封圈基本沒有受力變形，再將支座活塞(軸)需要進(jìn)一步安裝到支座盆(孔)的底面位置，即與盆(孔) 式結(jié)構(gòu)接觸，使得密封圈擠壓形成初步密封；當(dāng)從注入口注入調(diào)高填充劑時(shí)，在支座上部結(jié)構(gòu)，包括橋梁鋼支座中的活塞(軸)，受高壓液壓力抬升(包含有抬升趨勢(shì))的過(guò)程中，在密封圈端面及徑向內(nèi)側(cè)，分別受高壓液壓力及密封圈內(nèi)力作用，產(chǎn)生擠壓形變，與支座活塞(軸) 保持相對(duì)靜止，形成高壓靜密封；在密封圈徑向外側(cè)，填充劑通過(guò)向上及向外側(cè)的液壓力進(jìn)一步壓迫密封圈長(zhǎng)唇邊向唇口腔退縮，使得長(zhǎng)唇邊占據(jù)的空間由長(zhǎng)到短變化或有其趨勢(shì)， 長(zhǎng)唇邊與盆(孔)式結(jié)構(gòu)進(jìn)一步擠壓密貼，同時(shí)密封圈相對(duì)向上滑動(dòng)，在徑向外側(cè)形成高壓動(dòng)密封。根據(jù)上述方法所提出的一種注射調(diào)高橋梁鋼支座的密封圈，為方形截面密封圈， 并在方形截面的內(nèi)徑邊與下端面邊，通過(guò)切角方式削去一角，形成一個(gè)缺角；同時(shí)在密封圈方形截面的外徑邊上，向方形截面內(nèi)至少開有一個(gè)三角槽；由削去一角的端面邊與外徑邊上向方形截面內(nèi)開有的三角槽后所剩余的密封體構(gòu)成唇邊，唇邊的唇口方向在徑向，三角槽與支座中的盆(孔)內(nèi)邊形成唇口腔，唇口腔不與高壓液壓介質(zhì)接觸；由密封圈的上端邊所形成的上端面貼在球型支座中的活塞(軸)底部的梯形缺口側(cè)邊上，削去一角的下端面邊所構(gòu)成的下端面邊敞口朝下。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于
1密封圈與配合件在初始狀態(tài)下及裝配過(guò)程中，在徑向無(wú)需過(guò)盈配合，密封圈密封預(yù)擠壓通過(guò)支座重力壓迫密封圈實(shí)現(xiàn)，裝配技術(shù)要求低，裝配效率高。2密封圈對(duì)配合件的加工要求低，配合件表面粗糙度達(dá)到Ra彡1.6即可，車加工即可達(dá)到，配合件加工成本低。3密封圈厚度較相同外徑的標(biāo)準(zhǔn)U型圈，Y型圈薄，可以降低整個(gè)支座的高度，從而明顯降低支座的成本。


圖1是本發(fā)明總體安裝示意圖2是本發(fā)明無(wú)骨架密封圈截面示意圖；圖3是本發(fā)明安裝時(shí)，未受支座重壓示意圖4是本發(fā)明安裝完成后，受支座重壓變形，與軸孔形成初始密封示意圖； 圖5是本發(fā)明在工作狀態(tài)下，受高壓液壓力自密封示意圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖和實(shí)施方案進(jìn)一步對(duì)本發(fā)明進(jìn)行說(shuō)明
通過(guò)附圖1可以看出，本發(fā)明涉及一種注射調(diào)高橋梁鋼支座的密封方法，在橋梁鋼支座中的活塞(軸)1的底部有一梯形缺口 2，在梯形缺口 2上套有密封圈3，且密封圈3在垂向的厚度大于活塞(軸)底部梯形缺口 2的垂向高度；支座盆(孔)4與活塞(軸)1采用間隙配合；首先將密封圈3先于支座活塞(軸)1安裝到支座盆(孔)4的底面位置，此時(shí)密封圈 3基本沒有受力變形，再將支座活塞(軸)1按照需要安裝到支座盆(孔)4的底面位置，即與盆(孔)式結(jié)構(gòu)接觸，使得密封圈3擠壓形成初步密封；當(dāng)從注入口注入調(diào)高填充劑時(shí)，在支座上部結(jié)構(gòu)，包括橋梁鋼支座中的活塞(軸)1，受高壓液壓力抬升(包含有抬升趨勢(shì))的過(guò)程中，在密封圈3端面及徑向內(nèi)側(cè)，分別受高壓液壓力及密封圈內(nèi)力作用，產(chǎn)生擠壓形變，此時(shí)密封圈3與支座活塞(軸)1保持相對(duì)靜止，形成高壓靜密封；在密封圈3徑向外側(cè)，填充劑通過(guò)向上及向外側(cè)的液壓力進(jìn)一步壓迫密封圈長(zhǎng)唇邊5向唇口腔退縮，使得長(zhǎng)唇邊5占據(jù)的空間由長(zhǎng)到短變化或有其趨勢(shì)，長(zhǎng)唇邊5與盆(孔)式結(jié)構(gòu)進(jìn)一步擠壓密貼，同時(shí)密封圈相3對(duì)向上滑動(dòng)，在活塞(軸)1徑向外側(cè)形成高壓動(dòng)密封。根據(jù)上述方法所提出的一種注射調(diào)高橋梁鋼支座的密封圈如附圖2所示，密封圈 3為方形截面密封圈，并在方形截面的內(nèi)徑邊9與下端面邊，通過(guò)切角方式削去一角，形成一個(gè)缺角6 ；同時(shí)在密封圈方形截面的外徑邊上，向方形截面內(nèi)至少開有一個(gè)三角槽7 ；由削去一角的端面邊與外徑邊上向方形截面內(nèi)開有的三角槽后所剩余的密封體構(gòu)成唇邊8， 唇邊8的唇口方向在徑向，三角槽與支座中的盆(孔)內(nèi)邊形成唇口腔，唇口腔不與高壓液壓介質(zhì)接觸；由密封圈的上端邊所形成的上端面貼在球型支座中的活塞(軸)底部的梯形缺口側(cè)邊上，削去一角的下端面邊所構(gòu)成的下端面邊敞口朝下。所述的密封圈通過(guò)徑向密封和端面密封，共同形成完全密封，能承受高壓液壓動(dòng)密封(壓力范圍包含15-32 MPa)。所述的密封圈可以是孔用或軸用密封，密封圈是無(wú)骨架或帶有骨架的密封圈。通過(guò)附圖3-5可以看出本發(fā)明的工作原理，如下
1附圖3-5呈現(xiàn)的技術(shù)形態(tài)是孔用單向密封。在徑向，密封圈在初始狀態(tài)下與配合件， 包括球型支座中的盆(孔)式結(jié)構(gòu)及活塞(軸)式結(jié)構(gòu)都不需要過(guò)盈配合，在安裝時(shí)可以很方便地安裝到位。2在垂向，密封圈的厚度，大于活塞(軸)式結(jié)構(gòu)上留下的密封圈安裝空間的高度。 安裝過(guò)程中，密封圈先于支座活塞(軸)式結(jié)構(gòu)安裝到位，此時(shí)密封圈基本沒有受力變形，支座活塞(軸)式結(jié)構(gòu)需要進(jìn)一步安裝到位，即與盆(孔)式結(jié)構(gòu)接觸，如圖3所示。3安裝完成后，支座活塞(軸)式結(jié)構(gòu)與盆(孔)式結(jié)構(gòu)受力接觸，密封圈長(zhǎng)唇邊受壓變形，形成要在徑向及垂向伸展的趨勢(shì)。在徑向與配合件，包括球型支座中的盆(孔)式結(jié)構(gòu)及活塞(軸)式結(jié)構(gòu)，都擠壓形成初步密封，如圖4所示。4當(dāng)從注入口注入調(diào)高填充劑時(shí)，在支座上部結(jié)構(gòu)受高壓液壓力抬升(包含有抬升趨勢(shì))的過(guò)程中，在密封圈徑向內(nèi)側(cè)及端面，密封圈分別受密封圈內(nèi)力及高壓液壓力作用，與支座活塞(軸)式結(jié)構(gòu)保持相對(duì)靜止，形成高壓靜密封。在密封圈徑向外側(cè)，填充劑通過(guò)圖示中向上及向外側(cè)的液壓力進(jìn)一步壓迫密封圈長(zhǎng)唇邊向唇口腔退縮，使得長(zhǎng)唇邊占據(jù)的空間由長(zhǎng)到短變化或有其趨勢(shì)，長(zhǎng)唇邊與盆(孔)式結(jié)構(gòu)進(jìn)一步擠壓密貼，同時(shí)密封圈相對(duì)向上滑動(dòng)，在徑向外側(cè)形成高壓動(dòng)密封。據(jù)上，已形成完全單向動(dòng)密封，如圖5所示。5將支座調(diào)高到預(yù)定的高度后，停止注入填充劑，靜待填充劑固化?？紤]到支座的設(shè)計(jì)承載與實(shí)際承載一般不盡相同，且要求支座在橋梁滿載及空載時(shí)都能順利調(diào)高，密封圈必須能適應(yīng)不同的壓力范圍，經(jīng)初步估算，其適應(yīng)的壓力范圍需包含15-32MPa。6根據(jù)支座具體結(jié)構(gòu)的不同，密封圈的布置亦可相應(yīng)變化，可反向開唇口或開多個(gè)唇口。本發(fā)明的特別之處在于，在初始狀態(tài)下和安裝過(guò)程中，密封圈與配合件無(wú)需過(guò)盈配合，唇口腔不需要與液壓介質(zhì)接觸，根據(jù)需要選擇帶骨架或不帶骨架。本發(fā)明通過(guò)一種特殊的密封件，密封圈與配合件在初始狀態(tài)下及裝配過(guò)程中，在徑向無(wú)需過(guò)盈配合，密封圈密封預(yù)擠壓通過(guò)支座重力壓迫密封圈實(shí)現(xiàn)，裝配技術(shù)要求低，裝配效率高；采用底角部的徑向和軸向組合密封，密封圈對(duì)配合件的加工要求低，配合件表面粗糙度達(dá)到Ra < 1. 6即可，車加工即可達(dá)到，配合件加工成本低；密封圈厚度較相同外徑的標(biāo)準(zhǔn)U型圈，Y型圈薄，可以降低整個(gè)支座的高度，從而明顯降低支座的成本。
權(quán)利要求
1.一種注射調(diào)高型橋梁鋼支座液壓密封方法，其特征在于在橋梁鋼支座中的活塞的底部有一梯形缺口，在梯形缺口上套有密封圈，且密封圈在垂向的厚度大于活底部梯形缺口的垂向高度；支座盆與活塞采用間隙配合；首先將密封圈先于支座活塞安裝到支座盆的底面位置，此時(shí)密封圈基本沒有受力變形，再將支座活塞需要進(jìn)一步安裝到支座盆的底面位置，即與盆式結(jié)構(gòu)接觸，使得密封圈擠壓形成初步密封；當(dāng)從注入口注入調(diào)高填充劑時(shí)，在支座上部結(jié)構(gòu)，包括橋梁鋼支座中的活塞，受高壓液壓力抬升的過(guò)程中，在密封圈端面及徑向內(nèi)側(cè)，分別受高壓液壓力及密封圈內(nèi)力作用，產(chǎn)生擠壓形變，與支座活塞保持相對(duì)靜止，形成高壓靜密封；在密封圈徑向外側(cè)，填充劑通過(guò)向上及向外側(cè)的液壓力進(jìn)一步壓迫密封圈長(zhǎng)唇邊向唇口腔退縮，使得長(zhǎng)唇邊占據(jù)的空間由長(zhǎng)到短變化或有其趨勢(shì)，長(zhǎng)唇邊與盆式結(jié)構(gòu)進(jìn)一步擠壓密貼，同時(shí)密封圈相對(duì)向上滑動(dòng)，在徑向外側(cè)形成高壓動(dòng)密封。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述注射調(diào)高型橋梁鋼支座液壓密封方法，其特征在于通過(guò)利用液壓力使密封圈長(zhǎng)唇邊向唇口腔退縮，順唇邊方向受到擠壓力，與孔或軸密貼形成自密封， 短唇邊不直接受液壓力。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述注射調(diào)高型橋梁鋼支座液壓密封方法的高壓液壓密封圈，其特征在于為方形截面密封圈，并在方形截面的內(nèi)徑邊與下端面邊，通過(guò)切角方式削去一角， 形成一個(gè)缺角；同時(shí)在密封圈方形截面的外徑邊上，向方形截面內(nèi)至少開有一個(gè)三角槽； 由削去一角的端面邊與外徑邊上向方形截面內(nèi)開有的三角槽后所剩余的密封體構(gòu)成唇邊， 唇邊的唇口方向在徑向，三角槽與支座中的盆內(nèi)邊形成唇口腔，唇口腔不與高壓液壓介質(zhì)接觸；由密封圈的上端邊所形成的上端面貼在球型支座中的活塞底部的梯形缺口側(cè)邊上， 削去一角的下端面邊所構(gòu)成的下端面邊敞口朝下。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的高壓液壓密封圈，其特征在于所述的密封圈的唇邊長(zhǎng)短不同。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的高壓液壓密封圈，其特征在于所述的密封圈可以是孔用或軸用密封，密封圈是無(wú)骨架或帶有骨架的密封圈。
全文摘要
一種注射調(diào)高型橋梁鋼支座液壓密封方法及密封圈，在橋梁鋼支座中活塞的底部有梯形缺口，梯形缺口上套有密封圈；支座盆與活塞間隙配合；先將密封圈先于支座活塞安裝到支座盆底面位置，再將支座活塞安裝到支座盆的底面位置，使得密封圈擠壓形成初步密封；當(dāng)從注入口注入調(diào)高填充劑時(shí)，支座上部結(jié)構(gòu)受高壓液壓力抬升的過(guò)程中，在密封圈端面及徑向內(nèi)側(cè)，分別受高壓液壓力及密封圈內(nèi)力作用，產(chǎn)生擠壓形變，與支座活塞保持相對(duì)靜止，形成高壓靜密封；在密封圈徑向外側(cè)，填充劑通過(guò)向上及向外側(cè)的液壓力壓迫密封圈長(zhǎng)唇邊向唇口腔退縮，使得長(zhǎng)唇邊占據(jù)的空間由長(zhǎng)到短變化，長(zhǎng)唇邊與盆式結(jié)構(gòu)擠壓密貼，密封圈相對(duì)向上滑動(dòng)，在徑向外側(cè)形成高壓動(dòng)密封。
文檔編號(hào)F16J15/46GK102410376SQ20111021403
公開日2012年4月11日 申請(qǐng)日期2011年7月29日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月29日
發(fā)明者劉軍, 夏俊勇, 李世珩, 羅勇歡, 胡宇新, 郭紅鋒 申請(qǐng)人:株洲時(shí)代新材料科技股份有限公司