專利名稱：密封結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種按權(quán)利要求1前序部分的密封結(jié)構(gòu)和被密封表面的加工方法。
例如由DE-OS15433已知一種這樣的密封結(jié)構(gòu)和方法。為了得到回流螺旋槽在軸上設(shè)有做得與縱軸線傾斜的凹槽，其中處于由徑向軸密封圈所施加的壓力最大的部位的回流螺旋槽由于與壓力相關(guān)的變形和磨損在經(jīng)過短時間的運行以后便消失，使得根本不可能再出現(xiàn)密封圈的磨損。但是緊靠著失去回流螺旋槽的相鄰軸頸殘存的凹槽仍然起著回流作用。在已知資料中已經(jīng)說明了，回流螺旋槽損壞徑向軸密封圈的密封邊。
凹槽通過簡單的切入方法，例如通過旋轉(zhuǎn)的砂輪或者用備有起潤滑作用的粉末的拋光輪產(chǎn)生。磨削表面有這樣的缺點不能預(yù)知，在它按預(yù)先規(guī)定應(yīng)用時密封結(jié)構(gòu)是否具有足夠好的密封性能。磨削的表面具有不可預(yù)先確定數(shù)量的螺旋形分布的、不同深度的多頭螺旋槽，其中在表面加工過程中螺旋槽的數(shù)量和構(gòu)形隨著砂輪的狀況、砂輪驅(qū)動軸的振動特性和/或待磨削表面以及旋轉(zhuǎn)軸線相互的空間布局始終不可預(yù)計地發(fā)生變化。在此前隨機(jī)產(chǎn)生表面上的多頭螺旋槽結(jié)構(gòu)時槽內(nèi)被密封介質(zhì)的量可能大到使徑向軸密封圈不再能夠使被密封介質(zhì)回流到被密封空腔里來。
本發(fā)明的目的在于這樣地改進(jìn)開頭所述這種密封結(jié)構(gòu)，使得表面上由加工形成的螺旋槽可以進(jìn)行測量，并且螺旋槽在它對徑向軸密封圈的密封性能的影響方面可以定量化，以避免由于不合適的表面狀況使密封結(jié)構(gòu)出故障。表面應(yīng)該做成這樣，使徑向軸密封圈可以與機(jī)械構(gòu)件的旋轉(zhuǎn)方向無關(guān)地使為了潤滑密封邊所必需數(shù)量的介質(zhì)回流到被密封空腔。
按照本發(fā)明這個目的用權(quán)利要求1和權(quán)利要求4的特征來解決。從屬權(quán)利要求是有關(guān)優(yōu)良的結(jié)構(gòu)造型方面的內(nèi)容。
為了解決這個任務(wù)考慮，在表面上車出具有圓弧槽底的螺旋形分布的槽，槽底的圓弧半徑為0.4到1.6毫米，槽深小于15微米，與磨削的表面不同車削的表面制造費用可以低得多，此外車削產(chǎn)生的表面上的螺旋槽可以測量，并且在它對徑向軸密封圈的密封性能的影響方面可以定量化。因此存在這樣的可能性，方便和低成本地檢驗車削的表面是否符合技術(shù)要求以及是否保持所要求的參數(shù)。根據(jù)旋轉(zhuǎn)方向的不同車削表面不同程度地在軸線方向沿表面輸送被密封介質(zhì)。當(dāng)圓弧半徑為0.4至1.6毫米，槽深小于15微米時徑向軸密封圈能夠使為了潤滑密封邊所必需數(shù)量的被密封介質(zhì)不管機(jī)械構(gòu)件的旋轉(zhuǎn)方向如何都能回流到被密封空腔里來。徑向軸密封圈的回流作用由兩個錐形表面決定，其中朝向被密封空腔的第一錐形表面與旋轉(zhuǎn)軸線構(gòu)成一個比背向被密封空腔的第二錐形表面陡的錐角。
槽深最好至多10微米。通過較小的槽深與運行相關(guān)的徑向軸密封圈的密封邊的磨損也較小，使得按本發(fā)明的密封結(jié)構(gòu)在更長的使用壽命的同時還具有更好的使用性能。
相鄰螺旋槽的中心距最好為0.03至0.3毫米。當(dāng)中心距不超過0.3毫米時與螺旋槽有關(guān)的從被密封空腔中流出來的被密封介質(zhì)，不管機(jī)械構(gòu)件的旋轉(zhuǎn)方向如何，在任何情況下都小到足以保證通過徑向軸密封圈形成可靠的密封。中心距小于0.03毫米沒有多少意義，因為這種表面的加工需要較長的時間，而且螺旋槽的測量相當(dāng)困難。
為了在長的使用壽命的同時達(dá)到更好的使用性能考慮，密封邊的寬度比螺旋槽導(dǎo)程大1.5至4倍。
機(jī)械構(gòu)件可以由軸或者盒式密封件的座圈構(gòu)成。
此外本發(fā)明還涉及密封結(jié)構(gòu)被密封表面的加工方法。為了解決這個目的用進(jìn)給量0.03至0.3毫米，切削速度80至400米/分和切深0.04至0.4毫米(的切削參數(shù))車削表面。用這樣一種方法平均粗糙度數(shù)值按DIN 4762 Ra達(dá)到0.05至2微米。平均粗糙度數(shù)值Ra是粗糙度曲線所有輪廓數(shù)值的算術(shù)平均值。此外還達(dá)到按DIN 4768的粗糙深度Rz0.2至10微米，平均粗糙深度Rz是順序排列的各個測量段單個粗糙深度的平均值。
按DIN 4768最大粗糙深度Rmax是整個測量區(qū)間內(nèi)最大的單個粗糙深度，在采用上述方法時它最大不超過15微米。
下面借助于附圖對所要求的密封結(jié)構(gòu)和被密封表面的加工方法作進(jìn)一步說明。
附圖中

圖1按本發(fā)明的密封結(jié)構(gòu)的第一種實施例的示意圖，其中機(jī)械構(gòu)件做成軸，圖2按本發(fā)明的密封結(jié)構(gòu)的第二種實施例的示意圖，其中機(jī)械構(gòu)件做成盒式密封件的座圈，圖3圖1和2的局部放大圖“A”，和圖4表面的放大圖。
圖1中表示密封結(jié)構(gòu)的第一種實施例，其中機(jī)械構(gòu)件1由被密封的軸構(gòu)成，并由一個徑向軸密封圈2從外側(cè)包圍。徑向軸密封圈2的密封棱3具有一個密封邊6，它以兩個相互交叉的錐形表面4、5為界。被密封介質(zhì)處于被密封空腔之內(nèi)，它以符號15表示。
朝向被密封空腔15的第一錐形表面4與旋轉(zhuǎn)軸線7構(gòu)成一個第一錐角8，它大于第二錐形表面5與旋轉(zhuǎn)軸線7所限定的第二錐角9。密封邊6在徑向預(yù)緊力作用下緊密地與表面10相接觸，密封邊6的寬度比螺旋槽11的導(dǎo)程大1.5至4倍，使得即使在機(jī)械構(gòu)件1靜止的情況下也能保證良好的靜態(tài)密封作用。
表面10構(gòu)成密封邊6的滑動面的部分區(qū)域至少設(shè)有一條螺旋形分布的槽11，它具有圓弧形槽底12，其中槽底12具有0.4至1.6毫米的圓角半徑，在這個實施例中是1毫米。
圖2表示按本發(fā)明的密封結(jié)構(gòu)的第二種實施例，它和圖1所示的第一實施例的區(qū)別僅僅在于被密封機(jī)械構(gòu)件1由盒式密封件18的座圈17構(gòu)成，它具有車削形成的表面10。
圖3和圖4中表示圖1和2的局部放大圖“A”。
例如也存在這樣的可能性，整個表面10通過所要求的方法來加工。
這里表面10在進(jìn)給量為0.03至0.3毫米。切削速度為80至400米/分和切深為0.04至0.4毫米的條件下精車出來。
車削表面10作為徑向軸密封圈2的滑動面可以特別方便和低成本地加工出來。通過按本發(fā)明的方法在表面10上形成的螺旋槽可以準(zhǔn)確地測量，并在它對徑向軸密封圈的密封性能的影響方面可以定量化，因為在車削過程中形成一條具有相當(dāng)于進(jìn)給量的導(dǎo)程的螺旋槽。
按本發(fā)明的密封結(jié)構(gòu)的優(yōu)點在于在保持徑向軸密封圈2所述參數(shù)時通過它的兩個錐形表面4、5的造型和布局與機(jī)械構(gòu)件1的旋轉(zhuǎn)方向無關(guān)地使被密封介質(zhì)向被密封空腔15回流，即使在表面10上這樣地車出槽11使被密封介質(zhì)軸向從被密封空腔15中流出來，密封介質(zhì)也會回流到被密封空腔里去。
權(quán)利要求
1.密封結(jié)構(gòu)，包括一個旋轉(zhuǎn)對稱的機(jī)械構(gòu)件的被密封表面和一個徑向軸密封圈，它的由聚合物材料制成的密封棱以一個由兩個相互交叉的錐形表面構(gòu)成的密封邊與被密封表面相接觸，其中朝向被密封空腔的第一錐形表面與旋轉(zhuǎn)軸線構(gòu)成一個比背向被密封空腔的第二錐形表面與旋轉(zhuǎn)軸線構(gòu)成的夾角更陡的錐角，其特征在于在表面(10)上車削出一條帶圓弧形槽底(12)的螺旋形分布的槽(11)，槽底(12)具有0.4至1.6毫米的圓角半徑，槽(11)的深度(13)小于15微米。
2.按權(quán)利要求1的密封結(jié)構(gòu)，其特征在于深度(13)至多為10微米。
3.按權(quán)利要求1至2之一的密封結(jié)構(gòu)，其特征在于槽(11)的相鄰螺旋溝(14.1，14.2…)具有0.03至0.3毫米的中心距。
4.按權(quán)利要求1至3之任一項的密封結(jié)構(gòu)，其特征在于密封邊(6)的寬度大于螺旋槽(11)導(dǎo)程的1.5至4倍。
5.按權(quán)利要求1至4之任一項的密封結(jié)構(gòu)，其特征在于機(jī)械構(gòu)件(1)由軸構(gòu)成。
6.按權(quán)利要求1至4之任一項的密封結(jié)構(gòu)，其特征在于機(jī)械構(gòu)件(1)由盒式密封件(18)的座圈(17)構(gòu)成。
7.按權(quán)利要求1至6之任一項的密封結(jié)構(gòu)的被密封表面的加工方法，其特征在于表面(10)在進(jìn)給量為0.03至0.3毫米，切削速度為80至400米/分和切深為0.04至0.4毫米的條件下車出來。
全文摘要
密封結(jié)構(gòu),包括一個旋轉(zhuǎn)對稱的機(jī)械構(gòu)件的被密封表面(10)和一個徑向軸密封圈,它的由聚合物材料制成的密封棱(3)使表面(10)與一條由兩個相互交叉的錐形表面(4、5)構(gòu)成的密封邊(6)相接觸,其中朝向被密封空腔的第一錐形表面(4)與旋轉(zhuǎn)軸線構(gòu)成一個比背向被密封空腔的第二錐形表面(5、9)陡的錐角(8)。在表面(10)上車出一條帶圓弧形槽底(12)的螺旋形分布的槽(11),其中槽底(12)具有0.4至1.6毫米的圓角半徑,槽深小于15微米。
文檔編號F16J15/32GK1200446SQ98108339
公開日1998年12月2日 申請日期1998年5月21日 優(yōu)先權(quán)日1997年5月23日
發(fā)明者羅爾夫·福格特 申請人:卡爾·弗羅伊登伯格公司