[发明专利]一种端面具有减摩散热结构的密封环及其加工方法

说明书

本发明公开了一种端面具有减摩散热结构的密封环及其加工方法，所述的密封环端面上，沿周向均匀分布若干个阶梯槽，在相邻两个阶梯槽之间设置径向通槽。本发明采用动静压槽和径向通槽复合结构，相比于单一结构，既具有利用动静压槽实现增加流体承载，减小固体直接接触的减摩功能，减少摩擦热和转动摩擦功率损耗。径向通槽通过密封介质的主动泄漏，在少量密封介质泄漏过程中，降低了和密封环端面接触的轴槽端面的温度，将摩擦热带走，具有很好的散热功能，间接降低了密封环温度，防止密封环持续温升带来的蠕变和热破坏等问题。本发明的减摩散热结构采用阶梯槽形式，避免了z轴定位精度带来的误差，同时减少了主轴热变形导致的加工精度误差。

技术领域

本发明属于动密封技术领域，是一种应用于旋转轴和壳体轴孔间间隙密封的密封环，更具体说是一种应用在车辆液力传动系统中的旋转密封环。

背景技术

随着车辆传动装置逐渐向高速化和功率密集化方向发展，工况PV值不断提高，用于密封旋转轴和壳体轴孔间间隙的密封环容易出现严重磨损、热变形和大漏率等问题，引起密封性能下降、寿命降低甚至造成密封失效。

为了解决上述问题，需要通过设计和工艺手段降低密封面的摩擦热，合理散热，控制泄漏率。中国专利CN101070914、中国专利CN101865289A、中国专利CN101846143A、中国专利CN1364987、中国专利CN1415877、中国专利CN207740464U和中国专利CN105917151AD等采用在密封环端面加工各种形状的槽，利用流体的动压效应或者静压承载作用，来提高轴向开启力，从而减小密封环与对摩件的接触摩擦，但上述专利中采用的等深槽结构在大转速范围的减摩性能不如变深度楔形槽结构，而楔形槽结构加工精度不易保证，影响其减摩性能的实现。需要考虑工艺性约束的槽型结构类型才能充分发挥端面减摩功能结构的减摩作用。此外，单纯依靠端面减摩功能不足以完全解决密封环的热破坏问题，摩擦热的累积会导致高分子等温度敏感材料的蠕变，影响密封环性能稳定性，甚至导致密封失效。

发明内容

为解决现有技术存在的上述问题，本发明要提出一种既能控制密封环的服役温度又易于保证加工精度的端面具有减摩散热结构的密封环及其加工方法。

为了实现上述目的，本发明的技术方案如下：一种端面具有减摩散热结构的密封环，所述的密封环安装于车辆传动装置的主轴和壳体之间，且密封环位于主轴的安装槽内，用于高压密封介质的轴向密封；

所述的密封环端面上，沿周向均匀分布若干个阶梯槽，其中一个阶梯槽的位置设置切口，在相邻两个阶梯槽之间设置径向通槽；所述的阶梯槽两端槽底的轴向深度小于中间槽底的轴向深度，阶梯槽中间槽底平面和两端槽底平面均平行于密封环端面，阶梯槽中间槽内侧面与密封环内圆柱面连通，阶梯槽外侧面与密封环外圆柱面之间的距离大于旋转轴与壳体轴孔之间径向间隙的两倍；

所述的阶梯槽和径向通槽构成减摩散热结构。

进一步地，所述的切口为搭接式切口。

进一步地，所述的阶梯槽关于径向中心线对称。

进一步地，所述的阶梯槽从槽的一端到径向中心线的槽底具有多个阶梯平面，阶梯平面的轴向深度从槽的一端到径向中心线梯次加深，即靠近槽端的槽底平面轴向深度最小，径向中心处的槽底平面轴向深度最大。

进一步地，所述的阶梯槽为环向槽，环向槽的圆心位于密封环的中心线上。

进一步地，所述的阶梯槽的最大深度小于密封环轴向厚度的1/3，阶梯槽的长度大于宽度的两倍以上；所述的径向通槽的宽度小于密封环径向宽度的1/3。

一种端面具有减摩散热结构的密封环的加工方法，包括以下步骤：

A、采用铣削工艺进行密封环端面减摩散热结构的加工，将内外圆直径为设计尺寸且轴向厚度大于设计厚度0.1mm的密封环毛坯固定到数控铣床工件台上，将端面铣为平面；