一種精密軸系用機械密封裝置的製作方法
2023-07-05 09:41:51
專利名稱：一種精密軸系用機械密封裝置的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及精密軸系用機械密封裝置，屬於機械密封技術。
背景技術：
機械密封是一種用來解決旋轉軸與機體之間密封的裝置，是流體機械和動力機械中不可缺少的零部件，它對整臺機器設備、整套設備、甚至整個工廠的安全生產影響都很大，它是一種依靠彈性元件對靜、動環端面密封副的預緊和介質與彈性元件的壓緊而達到密封的軸向端面密封裝置，故又稱端面密封。
構成機械密封的基本元件有由動環和靜環組成的端面密封副、彈性元件、輔助密封、傳動件、防轉件和緊固件。這些基本元件的作用和要求如下1、由動環和靜環組成的端面密封副，其作用是使密封面緊密貼合，防止介質洩漏；2、彈性補償元件，一般指彈簧、波紋管、隔膜等，它主要起預緊、補償和緩衝作用，要求始終保持足夠的彈性來克服輔助密封和傳動件的摩擦和動環等的慣性，保證端面密封的良好密合和動環的追隨性；3、輔助密封一般採用O型、V型、U型、楔型或異形圈，它主要起動環和靜環的密封作用，同時也起到浮動和緩衝作用；4、傳動件一般由傳動銷、傳動環、傳動座、傳動鍵傳動突耳或牙嵌式聯結器等構成，主要起到將軸的轉矩傳給動環的作用；5、緊固件一般包括緊定螺釘、彈簧座、壓蓋、組裝套、軸套等，它起到動靜環的緊固、定位作用。
6、防轉件可以起到防止靜環轉動和脫出的作用。
機械密封主要有如下特點1、洩漏量可以限制到很少；2、壽命長；3、運轉中不用調整；4、耐振性比徑向密封好；5、結構複雜，拆裝不便。
基於以上特點，機械密封已被廣泛用於泵、壓縮機、反應攪拌釜等旋轉式流體機械，也用於齒輪箱、閥門、旋轉接頭、船舶尾軸等密封。一般應用於較高迴轉速度的迴轉軸上。
但對於精密光學儀器的迴轉軸，一般的機械密封使用就有很大問題，原因在於精密光學儀器的軸系晃動精度都要求在1-5秒範圍內，而一般的機械密封對軸的壓力都很大，很容易對軸系的秒級精度造成影響，以至於軸系不能進行正常的精密跟蹤，同時由於摩擦力矩很大，造成死區帶寬大，影響儀器的低速精密跟蹤，另外隨著密封副的磨損而產生的軸向竄動也將對軸系精度產生很大影響，密封副稍有磨損就必須更換。海上艦船用光學精密儀器是在海水、潮溼鹽霧等惡劣環境下工作的，這對光學儀器的整體密封又提出了非常嚴格的要求，這樣的要求傳統的機械密封方式是很難滿足的。
實用新型內容本實用新型的目的是提供一種即能有效密封又對軸系精度影響最小的機械密封裝置，具體地說就是提供一種用於精密光學儀器迴轉軸上的機械密封裝置。
為實現上述目的，本實用新型的機械密封裝置採用可調解式彈性補償元件，通過調節機構實現彈性補償元件的彈力可在一定範圍內進行調整，從而有效控制密封副間的預緊力。防轉件採用柱銷定位裝置，使彈性補償元件在補償和調節過程中不產生徑向竄動或對軸系產生徑向幹擾力。所述調節機構可以採用在靜環基座與彈簧相對應位置設有螺紋孔，通過所述螺紋孔使調整螺釘抵於彈簧的一側端面的方式，也可以是其它公知的機械調節方式。所述的柱銷定位裝置可以採用普通圓柱銷，最好採用與動環接觸端為球頭的特製柱銷，因為採用球頭柱銷使柱銷與動環的接觸面積減少，對彈簧的軸向彈力要求也相應的減小，使補償作用能更充分發揮。
採用本實用新型的機械密封裝置後，可以在保證嚴格密封要求的同時使機械密封對精密軸系的精度影響最小，擴大的機械密封的應用範圍，成功的解決了海上船舶用光學精密儀器的迴轉軸密封問題。由於彈性補償元件可以進行調節，使密封裝置可以在彈力較小或未施加彈力時進行安裝和拆卸操作，使機械密封的安裝和維修更為方便。另外，密封副的少量磨損可以通過調節機構進行補償，降低了維護成本，延長了儀器的有效使用時間，提高了其使用可靠性。
圖1表示本實用新型中機械密封的基本結構。圖中 1-靜環基座；2-輔助密封；3-靜環環；4-潤滑油脂槽；5-動環；6-圓柱銷；7-彈簧；8-調節螺釘。同時指定該附圖為說明書摘要附圖。
具體實施方式
以下結合附圖對本實用新型進行具體的說明在設計製造海上艦船用高精度光學精密儀器的軸系時使用了本實用新型的機械密封裝置，屬於多彈簧彈簧靜止式機械密封結構，其具體結構如附圖所示整個裝置由包括由靜環3和動環5組成的端面密封副、彈簧7、輔助密封2、傳動件、防轉件和緊固件，彈性補償元件的調節機構組成，其中彈性補償元件的調節機構是在靜環基座1與彈簧7相對應位置設有螺紋孔，調整螺釘8通過所述螺紋孔抵於彈簧7的一側端面，當調整螺釘8向彈簧7方向旋入時壓緊彈簧7，彈簧7作用於密封副的彈力增大，當調整螺釘8向相反方向旋出時，彈簧7鬆弛，使密封副間的壓力減小。不論彈簧7在預緊、補償、緩衝和調節過程中，圓柱銷6都能有效保證靜環3與靜環基座1間的徑向精確定位和軸向可調。本具體實施方式
中採用了端面球頭型柱銷，使柱銷與靜環間保持線接觸，摩擦阻力小。靜環3和動環5相對轉動的貼合表面經拋光後粗糙度和平面度均達到微米級，密封實質是貼合的兩表面在補償彈簧的作用下相互壓緊，分子之間緊密結合。密封端面採用軟硬兩種不同材料配對，其中靜環3用石墨浸金屬的複合材料，動環5用不鏽的硬質合金，考慮到端面的磨損和配合，將軟材料的靜環3設成窄環，硬材料的動環5設成寬環。同時為了防止密封副的摩擦表面粘合，減小啟動阻矩，將兩端面設計成不同的粗糙度值。在密封靜環設置3有密封潤滑油脂槽4，即可以自潤滑又可以降低密封端面的溫度。輔助密封2採用耐海水及鹽霧腐蝕的丁氰橡膠密封環。
當然，本實用新型的技術方案不僅限於上述實施方式，對使用單個彈簧或波紋管、隔膜等彈性補償元件的機械密封裝置同樣可以應用。調節機構也不限於上述具體實施方式
所述，可以採用諸如更換不同長度頂軸等其它方式調節彈性補償元件作用於密封副間的壓力。在有些情況下也可以使用螺栓代替柱銷實現防轉件功能。
權利要求1.一種精密軸系用端面密封裝置，包括由動環(5)和靜環(3)組成的端面密封副、彈性元件、輔助密封(2)、傳動件、防轉件和緊固件，其特徵是還有彈性補償元件的調節機構。
2.根據權利要求1所述的一種精密軸系用端面密封裝置，其特徵是所述彈性補償元件的調節機構是靜環基座(1)與彈簧(7)相對應位置設有螺紋孔，通過所述螺紋孔使調整螺釘(8)尾部抵於彈簧(7)的一側端面。
3.根據權利要求1或2所述的一種精密軸系用端面密封裝置，其特徵是所述防轉件為圓柱銷(6)。
4.根據權利要求3所述的一種精密軸系用端面密封裝置，其特徵是所述圓柱銷(6)的靜環(3)接觸端為球頭形。
5.根據權利要求1或2所述的一種精密軸系用端面密封裝置，其特徵是在所述靜環(3)設置有密封潤滑油脂槽(4)。
6.根據權利要求3所述的一種精密軸系用端面密封裝置，其特徵是在所述靜環(3)設置有密封潤滑油脂槽(4)。
7.根據權利要求4所述的一種精密軸系用端面密封裝置，其特徵是在所述靜環(3)設置有密封潤滑油脂槽(4)。
專利摘要本實用新型公布了一種精密軸系用端面密封裝置，涉及精密軸系用機械密封裝置，屬於機械密封技術；包括由動環和靜環組成的端面密封副、彈性元件、輔助密封、傳動件、防轉件和緊固件，在彈性補償元件上設有調節機構。可以在保證嚴格密封要求的同時使機械密封對精密軸系的精度影響最小，擴大的機械密封的應用範圍，成功的解決了海上船舶用光學精密儀器的迴轉軸密封問題。
文檔編號F16J15/00GK2591342SQ0225131
公開日2003年12月10日 申請日期2002年12月12日 優先權日2002年12月12日
發明者王志 申請人:中國科學院長春光學精密機械與物理研究所