[发明专利]轴端串联O型橡胶密封圈密封结构

说明书

技术领域

本发明涉及一种轴端O型橡胶密封圈密封结构。

背景技术

工程中对密封性能要求高，若密封圈失效，则会引起漏气、漏液等问题，直接影响整个机械的运转，有时还会造成重大事故，因此机械设备的密封是个非常重要的问题。对于转动件之间的密封，O型橡胶密封圈因其成本低廉、结构简单以及安装方便等优点，在工业中得到了广泛应用。工程中很多场合采用单条O型橡胶密封圈和普通串联密封结构，单O型橡胶密封件的密封存在承压能力小、寿命短、因为某些原因导致的密封可靠性差等缺陷；轴端的密封是动密封问题，轴套随着轴转动，与密封圈之间有摩擦，密封圈容易应力松弛；同时设备运转时内部的气压、油压都会升高，单条密封圈更容易出现压缩永久变形、热空气老化的现象，并且对承压能力提出了更高的要求。普通轴端串联密封结构，因O型橡胶密封圈与结构零件之间存在摩擦，轴向总压缩量在各个密封圈的分配存在不均衡的现象，橡胶材料为近似不可压缩材料，导致各O型橡胶密封圈密封面的接触面积与接触应力也存在不均衡现象。动密封时受力大的密封圈先失效，发生应力松弛，导致其他密封圈也失效。

发明内容

本发明的目的是提供一种轴端串联O型橡胶密封圈密封结构。

本发明的技术方案是，一种轴端串联O型橡胶密封圈密封结构，轴套套在轴上，由≥2个O型橡胶密封圈和≥1个垫片间隔地串联安装在箱座和轴套之间，端盖装在箱座上并压在O型橡胶密封圈上。

轴套的外侧面有与O型橡胶密封圈数量相同的阶梯，靠近端盖处的阶梯轴径小，远离端盖处阶梯的轴径大，O型橡胶密封圈和垫片的内径与相接触的阶梯的轴径相同。

橡胶密封圈为2～6个，垫片为1～5个，轴套的外侧面有2～6个阶梯。

本发明具有如下的技术效果，1.从密封效果来说，此结构的多个密封圈密封效果比单个的O型橡胶密封圈密封可靠性高，安装在阶梯轴套上的串联密封结构比普通串联密封效果更好；；2.多个密封圈整体承受箱体内部的气压、油压，O型橡胶密封圈的承压能力增强；3.因在径向向各密封圈受压均衡，失效时各密封圈能实现等寿命，较单条密封和普通串联密封寿命提高。

附图说明

图1是本发明轴端串联O型橡胶密封圈受端盖压缩时的局部剖面结构示意图。

图2是本发明轴端串联O型橡胶密封圈未受端盖压缩时的局部剖面结构示意图。

图3本发明具体实施的实例中轴端串联O型橡胶密封圈受端盖压缩时的有限元分析应力云图。

具体实施方式

如图1、图2所示，一种轴端串联O型橡胶密封圈密封结构，轴套5套在轴6上，轴套5的外侧面有4个阶梯，靠近端盖处的阶梯轴径小，远离端盖处阶梯的轴径大，O型橡胶密封圈2和垫片3的内径与相接触的阶梯的轴径相同；4个橡胶密封圈2与3个垫片3间隔地串联安装在箱座4和轴套5之间，端盖1通过螺栓装在箱座4上并压在O型橡胶密封圈2上；O型橡胶密封圈2径向接触面为工作面；端盖1凸缘压缩O型橡胶密封圈2，与端盖1凸缘接触的第一个O型橡胶密封圈2受压并将压缩传递至右侧的各个O型橡胶密封圈2，各O型橡胶密封圈2轴向受压后径向向发生变形与箱座4和轴端轴套5之间接触面积增大，并产生接触应力，箱体内部的气、液不会因箱座4和轴端轴套5之间的缝隙因密封不严而渗出。

如附图3所示，通过使用有限元分析软件ABAQUS进行有限元分析，将模型简化为1°，进行相应前处理，分析当O型橡胶密封圈2与箱座4和轴端轴套5之间的摩擦因数均为为0.18时，左侧端盖1压入总压缩量为6.5mm，即平均压缩率为12.5％时，轴套5的外侧面4个阶梯轴的各轴段依次半径差均为0.3mm时即可使各O型橡胶密封圈2径向接触应力达到均衡，各接触应力从左依次为2.93MPa、3.37Mpa、3.43Mpa、3.46Mpa；接触面积分别为17.49mm²、17.37mm²、17.32mm²、19.86mm²。从分析结果看，密封面的接触应力和接触面积相差不大，能达到良好的密封效果。