CN103742651B - 一种低摩擦往复运动密封件 - Google Patents

Abstract

本发明涉及密封件技术领域，具体公开了一种低摩擦往复运动密封件，它包括环形支撑骨架及环形弹性密封体，所述环形弹性密封体包括至少一个密封唇，其特征在于，在所述密封唇形成的环形密封面上设有凹凸面环带，所述凹凸面环带上设有多个凸起或凹坑。所述密封唇包括第一密封唇及第二密封唇，在所述第一密封唇及第二密封唇所形成的环形密封面上分别设有第一凹凸面环带及第二凹凸面环带。所述凸起或凹坑的形状为半球形、四方体形、圆台形或多棱台形。本发明的有益效果是，在保证密封体径向有足够密封压力的同时，减小了密封体与轴之间的摩擦力，从而降低了往复机构的运动摩擦力，在保证密封的同时延长了密封体及运动轴的使用寿命。

Description

一种低摩擦往复运动密封件

技术领域

本发明涉及一种密封件，尤其涉及一种低摩擦往复运动密封件。

背景技术

往复运动的液压结构是现代车辆、工程机械上常用的部件，往复运动的轴密封件唇口结构和耐磨性对往复运动的液压结构的使用寿命影响至关重要。而密封件的密封能力，取决于密封面油膜的厚度，密封唇与轴之间油膜厚度过大，密封件容易发生泄漏；厚度过小，可能发生干摩擦，引起密封件和轴磨损。如汽车的减震器在使用过程中，经常会因为密封件摩擦力大，导致往复运动的液压结构出现漏油、异响、耐久性差等问题。但同时密封件要实现对往复运动的液压结构内部密封介质、高压气体的密封，又必须具备对轴保持足够的径向力。因此在密封件设计时，首先要满足密封所要求的径向力，根据摩擦力等于径向力与摩擦系数之积的理论，当径向力设计值较大时，在摩擦力系数保持不变的条件下，必然会产生大的轴向摩擦力，在轴向摩擦力较大的状态下，密封件与往复运动的液压结构间容易产生干磨、异响甚至造成往复运动的液压结构失效，影响汽车、工程机械等运动体的使用寿命。因此，如何解决既保证适当的径向密封力，又能尽量减少密封体与往复运动的液压结构之间的轴向摩擦力就成为一个矛盾。专利号为201320268503，名称为一种低摩擦减震器的发明专利，通过在密封件的密封面上设置轴向并行纹以减少密封面与减震器轴之间的接触面积，从而减少两者之间的摩擦力，其相比普通轴密封件已经有了很大的改进，但也存在以下不足：一是单纯的轴向并行纹结构在不同使用工况下，特别是被密封介质在密封件的上端，主密封唇口朝上的使用工况下，有可能导致轴向并行纹内部的润滑剂受热产生不良的密封引流；二是由于轴向并行纹之间形成轴向储油沟槽，虽然有利于在密封面与减震器轴之间形成临界润滑油膜，但这些轴向沟槽也会促使润滑油随着轴向往复运动而流失，从而导致密封件较早干磨、失效。

发明内容

本发明针对上述现有技术的不足，提供一种低摩擦往复运动密封件。其能在保证径向密封压力的同时，减少密封体与往复运动的液压结构之间的轴向摩擦力，从而延长密封体的使用寿命。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种低摩擦往复运动密封件，包括环形支撑骨架及环形弹性密封体，所述环形弹性密封体包括至少一个密封唇，其特征在于，在所述密封唇形成的环形密封面上设有凹凸面环带，所述凹凸面环带上设有多个凸起或凹坑。

本发明的有益效果是：一是由于在所述密封唇形成的环形密封面上设有凹凸面环带，不仅减小了密封面与往复运动的液压结构之间的接触面积，而且有利于在密封面与往复运动的液压结构之间形成临界润滑油膜；二是在凹凸面环带的凸起或凹坑之间能较好的储存润滑油，降低了密封唇与往复运动的液压结构之间的摩擦系数，在保持密封件对往复运动的液压结构径向力不变的前提下，达到了减小密封件与往复运动的液压结构之间摩擦力的目的；三是由于凹凸面环带上由凸起或凹坑形成了纵横沟槽，使润滑油在这些沟槽中储存并能获得迷宫式密封效果，也有利于润滑油膜的长期保存，从而提高了密封件的使用寿命；四是单个的凸起或凹坑结构在往复运动中，更具有柔韧性和随动性。本发明与普通密封件相比对轴向摩擦力能降低10%-37%；与单纯采用轴向并行纹的密封件相比，轴向摩擦力还能降低5%-25%，延长密封件使用寿命在5%-17%。

这里所述的液压结构可以是液压缸和活塞结构，本发明的密封件套装在往复运动的活塞或轴上。

在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。

进一步，所述密封唇包括第一密封唇及第二密封唇，在所述第一密封唇及第二密封唇所形成的环形密封面上分别设有第一凹凸面环带及第二凹凸面环带。

采用上述进一步方案的有益效果是，可以根据不同结构的密封体设置多道凹凸面环带，以达到更好的密封效果。

进一步，所述环形弹性密封体还包括防尘唇，在所述防尘唇形成的环形密封面上还设有第三凹凸面环带。

采用上述进一步方案的有益效果是，基于上述同样的道理，设置第三凹凸面环带可以在有效隔阻尘埃的同时降低密封件轴向摩擦力。

进一步，所述凸起的形状为半球形、四方体形、圆台形或多棱台形。

进一步，所述凹坑的形状为半球形、四方体形、圆台形或多棱台形。

采用上述进一步方案的有益效果是，采用不同结构的凸起或凹坑可以更好的适应不同的工况以在保证密封性能的前提下降低轴向摩擦力：通过调整凹、凸结构的形状、密度以及凸起或凹坑之间的间距，可以调整密封件的密封性能或适应对不同被密封介质的压力。

进一步，所述凸起或凹坑在所述环形密封面上均匀分布或无规则分布。

采用上述进一步方案的有益效果是，均匀分布或无规则分布可以选择采用，无规则分布更能出现迷宫式储油沟槽，从而使密封件的使用寿命更长。

进一步，所述环形弹性密封体的材质为聚氨酯或橡胶。

进一步，所述橡胶为丁腈橡胶、氢化丁腈橡胶或氟橡胶。

采用上述进一步方案的有益效果是，根据用途，要求成本不同，可选用合适的密封材料。

进一步，所述凸起的高度或凹坑的深度为0.02--0.3毫米。

采用上述进一步方案的有益效果是，可以根据密封件的直径大小、密封件的厚度、要求油膜厚度以及其它工况要求选择所述凸起的高度或凹坑的深度。

进一步，所述相邻凸起或相邻凹坑之间的所述密封面呈平面、下凹弧形或凸起弧形。

采用上述进一步方案的有益效果是，当所述相邻凸起或相邻凹坑之间的所述密封面呈下凹弧形或凸起弧形，有利于形成不同层次的凹凸层面，使之能更好的在密封面的凸起与往复运动的液压结构之间形成临界润滑油膜，从而提高了密封件的寿命。

附图说明

图1为本发明的实施例1结构示意图；

图2为本发明的实施例2结构示意图；

图3为本发明的实施例3结构示意图；

图4为本发明的实施例3结构示意图；

图5为本发明的凹凸面环带沿径向的局部剖面图（圆球形凸起）；

图6为图1中的凹凸面环带沿径向的局部剖面图（多棱台形凸起）；

图7为图2中的凹凸面环带沿径向的局部剖面图（无规则分布的凸起）

图8为图3中的凹凸面环带沿径向的局部剖面图（由凹坑组成环带）；

图9为图4的A-A向剖面图（四方体形凸起）。

在图1～图9中，1、环形支撑骨架；2、环形弹性密封体；3、防尘唇；4、第三凹凸面环带；5、第二凹凸面环带；6、第一凹凸面环带；7、第二密封唇；8、第一密封唇；9、紧箍弹簧；10、凸起；11、凹坑。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。

如图1到图5所示，一种低摩擦往复运动密封件，包括环形支撑骨架1及环形弹性密封体2，所述环形弹性密封体2包括至少一个密封唇，在所述密封唇形成的环形密封面上设有凹凸面环带，所述凹凸面环带上设有多个凸起10或凹坑11

所述环形弹性密封体2还设有紧箍弹簧9。

所述密封唇包括第一密封唇8及第二密封唇7，在所述第一密封唇8及第二密封唇7所形成的环形密封面上分别设有第一凹凸面环带6及第二凹凸面环带5。

所述环形弹性密封体2还包括防尘唇3，在所述防尘唇3形成的环形密封面上还设有第三凹凸面环带4。

所述凸起10的形状为半球形、四方体形、圆台形或多棱台形。

所述凹坑11的形状为半球形、四方体形、圆台形或多棱台形。

所述凸起10或凹坑11在所述环形密封面上均匀分布或无规则分布。

所述环形弹性密封体2的材质为聚氨酯或橡胶。

所述橡胶为丁腈橡胶、氢化丁腈橡胶或氟橡胶。

所述凸起10的高度或凹坑的深度为0.02—0.3毫米。

所述相邻凸起10或相邻凹坑11之间的所述密封面呈平面、下凹弧形或凸起弧形。

以下再分别列出几个具体实施例，以进一步对本发明的结构进行说明：

实施例1

如图1和图6所示，一种低摩擦往复运动密封件，包括环形支撑骨架1及环形弹性密封体22，所述环形弹性密封体2包括至少一个密封唇，在所述密封唇形成的环形密封面上设有凹凸面环带，所述凹凸面环带上设有多个凸起10。

所述凸起10的形状为多棱台形。

所述凸起10的高度为0.02毫米。

其余结构如上所述，不在赘述。

实施例2

如图2和图7所示，一种低摩擦往复运动密封件，包括环形支撑骨架1及环形弹性密封体2，所述环形弹性密封体2包括至少一个密封唇，在所述密封唇形成的环形密封面上设有凹凸面环带，所述凹凸面环带上设有多个凸起10。

所述凸起10在所述环形密封面上无规则分布。

所述凸起10的高度为0.10毫米。

其余结构如上所述，不在赘述。

实施例3

如图3和图8所示，一种低摩擦往复运动密封件，包括环形支撑骨架1及环形弹性密封体2，所述环形弹性密封体2包括至少一个密封唇，在所述密封唇形成的环形密封面上设有凹凸面环带，所述凹凸面环带上设有多个凹坑11。

所述凹坑11的形状为多棱台形。

所述凹坑的深度为0.3毫米。

其余结构如上所述，不在赘述。

实施例4

如图4和图9所示，一种低摩擦往复运动密封件，包括环形支撑骨架1及环形弹性密封体2，所述环形弹性密封体2包括至少一个密封唇，在所述密封唇形成的环形密封面上设有凹凸面环带，所述凹凸面环带上设有多个凸起10。

所述凸起10的形状为四方体形。采用四方体形凸起时，在所述环形密封面上会形成网格状润滑油存储沟槽。

所述凸起10的高度为0.20毫米。

其余结构如上所述，不在赘述。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种低摩擦往复运动密封件，包括环形支撑骨架及环形弹性密封体，所述环形弹性密封体包括至少一个密封唇，其特征在于，在所述密封唇形成的环形密封面上设有凹凸面环带，所述凹凸面环带上设有多个凸起或凹坑；

所述相邻凸起或相邻凹坑之间的密封面呈平面、下凹弧形或凸起弧形。

2.根据权利要求1所述的低摩擦往复运动密封件，其特征在于，所述密封唇包括第一密封唇及第二密封唇，在所述第一密封唇所形成的环形密封面上设有第一凹凸面环带，在所述第二密封唇所形成的环形密封面上设有第二凹凸面环带。

3.根据权利要求1或2所述的低摩擦往复运动密封件，其特征在于，所述环形弹性密封体还包括防尘唇，在所述防尘唇形成的环形密封面上还设有第三凹凸面环带。

4.根据权利要求1或2所述的低摩擦往复运动密封件，其特征在于，所述凸起的形状为半球形、四方体形、圆台形或多棱台形。

5.根据权利要求1或2所述的低摩擦往复运动密封件，其特征在于，所述凹坑的形状为半球形、四方体形、圆台形或多棱台形。

6.根据权利要求1或2所述的低摩擦往复运动密封件，其特征在于，所述凸起或凹坑在所述环形密封面上均匀分布或无规则分布。

7.根据权利要求1或2所述的低摩擦往复运动密封件，其特征在于，所述环形弹性密封体的材质为聚氨酯或橡胶。

8.根据权利要求7所述的低摩擦往复运动密封件，其特征在于，所述橡胶为丁腈橡胶、氢化丁腈橡胶或氟橡胶。

9.根据权利要求1或2所述的低摩擦往复运动密封件，其特征在于，所述凸起的高度或凹坑的深度为0.02--0.3毫米。