[发明专利]复合工作面浮封环

说明书

技术领域

本发明涉及机械领域，特别是涉及一种用于机械设备中浮动端面密封的复合工作面浮封环。

背景技术

浮封环应用于浮动端面密封，是一种用量大、用途广（全国年需用量近百万件）的机械密封，如图1所示，这种密封是由两个金属浮动端面密封环（简称浮封环）和两个“O”型橡胶密封圈安装在中心轴上而构成的。具有耐磨、耐冲击、一定的自适应性、寿命长、结构简单、价廉，维修保养更换方便等特点，在矿山、工程机械、建筑机械、农用机械、运输机械、深井钻机、井下采掘机械的密封结构中得到广泛使用。由于浮封环的使用环境的特殊，因此其属于易损部件。外露的安装位置，安装调试人员的技能，环境温度，润滑油的性能等因素都对它的使用寿命有直接影响。

目前浮封环一般采用下列工艺成型：

精密铸造型，即高铬钼合金铸铁采用失蜡壳模精密铸造，成品表面硬度HRC65-72，工作面粗糙度Ra值为0.2-0.4μm，亮带Ra值为0.1μm，理认寿命4000-6000h，实际使用寿命大约3000-4000h。

机械压铸型，即合金铸铁压铸成型，成品金相组织较细密，但成本略高，工作面粗糙度Ra值为0.2-0.4μm，亮带Ra值为0.09-0.15μm，理认寿命4000-6000h，实际使用寿命大约4000-5000h。

粉末冶金热锻型，即粉末冶金粉粒经高温热锻而成，工作面粗糙度Ra值为0.4μm，理认寿命2000-4000h，实际使用寿命大约1500-2000h。

热喷涂型，即基体材料为普通铸铁，在工作面上热喷涂0.05-0.20mm厚的高铬钼粉末，研磨加工而成，理认寿命4000-6000h，实际使用寿命大约3000-4000h。该工艺节省稀有金属，但须受设备限制，生产率低，成本高。

综上所述，目前现有的各种成型方式的浮封环，其在使用寿命、性能、生产率、成本等方面存在各种各样的不足和缺陷。

发明内容

本发明所要解决的技术问题就是针对上述背景技术的不足，提供一种复合工作面浮封环，能够有效提高工作面的耐磨损度、增加使用寿命、并且易于加工、生产成本低廉。

为解决上述技术问题，本发明提供的一种复合工作面浮封环，包括上、下结构对称的一对密封环体，所述密封环体由金属材料制成，所述密封环体工作面设置有一圈用于布设密封圈的凹槽，所述密封环体的工作面上开设有一圈耐磨带装配槽，所述耐磨带装配槽的宽度l₂占工作面总宽度l₁的25%~75%，所述耐磨带装配槽内固定装配有一圈耐磨带，所述耐磨带采用氧化铝陶瓷材料或其它工程陶瓷材料制成，所述耐磨带的摩擦面与密封环体的工作面处于同一平面或较工作面外凸。

在上述技术方案中，所述耐磨带采用氧化铝含量75%~99%、原晶粒度小于0.5~1μm的氧化铝陶瓷粉料或其它工程陶瓷材料，干压成型后，毛坯1400~1620℃高温烧结而成。

在上述技术方案中，所述耐磨带毛坯烧结温度为1480~1550℃。

在上述技术方案中，所述耐磨带装配槽的宽度l₂占工作面总宽度l₁的25%~50%。

在上述技术方案中，所述耐磨带粘接在耐磨带装配槽内，或者采用过盈配合的方式固定连接。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于：本发明增加了氧化铝陶瓷材料或其它工程陶瓷材料制成的耐磨带，能够有效提高浮封环的耐磨性能，有效提高浮封环的使用寿命；同时，由于氧化铝陶瓷材料或其它工程陶瓷材料硬度较高、光滑度极高，因此能够有效提高浮封环工作面的光滑度，减小摩擦阻力，降低工作过程中的发热量，提高浮封环的密封性能；本发明加工难度低、制造成本低廉，由于不含任何稀有金属，因此原料获取难度低，生产率高；由于陶瓷的密度只有铸铁的一半，本发明减轻了浮封环的重量，有利于浮动对心。

附图说明

图1为现有浮封环的结构示意图；

图2为本发明浮封环的装配结构示意图；

图3为本发明实施例1的结构示意图；

图4为本发明实施例2的结构示意图；

图5为本发明实施例3的结构示意图；

图6为本发明实施例4的结构示意图；

其中，1-密封环体、2-密封圈、3-凹槽、4-工作面，5-耐磨带装配槽、6-耐磨带、7-摩擦面。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的具体实施例作进一步的详细描述：